Brevísima presentación sobre protocolos

Transcripción

1 Brevísima presentación sobre protocolos Marzo Qué es un protocolo (i) Son cierto tipo de acuerdo sobre el intercambio de información n en el sistema Se vuelve una norma a seguir para integrar entidades activas en la aplicación usuarios, objetos activos, sistemas, Los protocolos son una especie de algoritmos distribuidos. Un protocolo implementa una función n de comunicación n donde se define un servicio. 1

2 El protocolo como un lenguaje La definición n de un protocolo se asemeja mucho a la definición n de un lenguaje: Se define un formato preciso para los mensajes válidos v (SINTAXIS) Se definen reglas de procedimiento para el intercambio de datos (pasos a seguir en el intercambio de mensajes) (ALGORITMO/COORDINACION) Definen un vocabulario de mensajes válidos v junto a su significado (SEMANTICA) Elementos de un protocolo La especificación n completa de un protocolo contiene: El servicio proporcionado por el protocolo. Los supuestos sobre el entorno en el que se ejecuta el protocolo. El vocabulario de los mensajes empleados en la implementación n del protocolo. El formato (codificación) de cada mensaje del vocabulario. Las reglas de procedimiento que mantienen la consistencia de los intercambios de mensajes. 2

3 Ciclo de vida de un protocolo Versión inicial de la norma (formal o semiestructurada) reelaboración Verificación y validación + análisis de prestaciones + prototipado Versión detallada de la norma (formal o semiestructurada) Diseño de pruebas reelaboración Conjunto de pruebas Banco de pruebas Diseñando un protocolo En primer lugar hay que enumerar el vocabulario de primitivas. Ej.: {conecta, envia,, error, ack,, desconecta} En segundo lugar, el formato de cada primitiva. Ej. conecta(identidad) envía(destinatario a(destinatario,, mensaje) error(mensaje), 3

4 Diseñando un protocolo En tercer lugar, las reglas por las que se rigen las secuencias de mensajes. Posiblidades: Hacerlo informalmente en texto. Hacerlo de modo formal mediante: Diagramas de secuencia de tiempo. Diagramas tipo de proceso en SDL (Sistem( Design Language) Diagramas de estado y/o actividad en UML 2.0 Lenguajes especiales (Promela(, ) Reglas del procedimiento Las reglas del procedimiento dicen qué secuencias de mensajes son admisibles en el protocolo. Suelen expresarse como autómatas: guiados por eventos (que disparan transiciones) Los eventos se almacenan en colas de entrada a las acciones. En SDL se utiliza algo parecido a diagramas de flujo con estados. 4

5 Ejemplo, el protocolo de Lynch Un ejemplo no muy lúcido Especificación n del servicio: Transferir archivos como secuencia de caracteres por la línea l telefónica evitando errores de transmisión, n, suponiendo que pueden detectarse todos los errores. Es una transferencia de archivos full-duplex duplex. Se envían reconocimientos positivos y negativos para el tráfico de A a B mediante la línea l de B a A (y viceversa). Cada mensaje tiene dos partes, una de mensaje, y otra de control que se aplica al tráfico en el canal contrario. Ejemplo, el protocolo de Lynch Suposiciones sobre el entorno El entorno consta de dos usuarios del servicio y un canal de transmisión. n. Cada usuario pide un archivo y espera la vuelta. Se supone que el canal distorsiona arbitrariamente el mensaje, pero no pierde, inserta, duplica, ni reordena los mensajes. Se parte de la existencia de un módulo m de nivel inferior que atrapa las distorsiones y reparte mensajes no distorsionados de tipo err. 5

6 Ejemplo, el protocolo de Lynch Vocabulario del protocolo V = {ack{ ack, err, nak} ack: : un mensaje combinado con un reconocimiento positivo nak: : un mensaje combinado con un reconocimiento negativo. err: : un mensaje con un error de transmisión. n. Ejemplo, el protocolo de Lynch Formato del mensaje: Cada mensaje consta de un código c de control que identifica el tipo de mensaje y un campo de datos con el código c del carácter. cter. (suponemos que ambos son de tamaño o fijo. {etiqueta de control (ack( ack, nak, err), datos} 6

7 Ejemplo, el protocolo de Lynch Reglas de procedimiento: 1. Si la recepción n anterior no tenía a errores, el próximo mensaje en el canal contrario llevará un reconocimiento positivo; si la recepción n tuvo errores, llevará un reconocimiento negativo. 2. Si la recepción n previa llevaba un reconocimiento negativo, o la recepción n anterior fue errónea, se retransmite el mensaje anterior; de otro modo, se consigue otro mensaje para una nueva transmisión. n. Ejemplo, el protocolo de Lynch inicio Aquí se espera la recepción (solo puede ir seguido de mensajes) siguiente(out) recibe Mensaje reconocido Acción interna nak(inp) ack(inp) err(inp) siguiente(out) Mensaje enviado ack(out) ack(out) nak(out) 7

8 Ejemplo, el protocolo de Lynch siguiente acepta( z ) A err nak( z ) ack( a ) err B siguiente Envía de la z a la a Envía de la a a la z nack( z ) err nak( a ) ack( z ) acepta( a ) Sin distorsión Con distorsión Diagrama de secuencia de tiempo Ejemplo, el protocolo de Lynch Carencias del diseño El envío/recepci o/recepción n debe ocurrir simultáneamente. El protocolo debe comenzar en puntos diferentes en cada uno de los dos procesos, para que estén en fase. Puede comenzarse con un mesaje err Se ha omitido: el receptor debe ser capaz de decidir si un dato recibido correctamente (almacenado temporalmente en inp ), ha de ser almacenado. El protocolo, en resumen, contiene escenarios erróneos. 8

9 emisor receptor siguiente(o) siguiente(o) recibe timer timeout mesg(o,s) recibe ack(r) msg(i,a) mesg(o,s) Dos procesos en un Protocolo asimétrico (cada parte tiene su descripción) false r==s r==s false true s 1 s s 1 s true Protocolo de bit alternante con timeouts Propiedades de un buen protocolo Simplicidad: El caso de los protocolos de peso ligero. Modularidad: : Una jerarquía a de funciones. Protocolos bien formados (aunque no sobreespecificados) ) (completos y sólidos) s Robustez Consistencia: Posibles fallos son: Interbloqueos. Bloqueos activos. Terminaciones inadecuadas. 9