導(dǎo)語：多協(xié)議模擬器設(shè)計論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：目前，很多網(wǎng)絡(luò)工具在遇到新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議出現(xiàn)的時候，很難將新的協(xié)議快速集成到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)工具中，從而給用戶造成很多使用上的不方便。本文設(shè)計的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模擬器PRT-GET可以很好的解決上述問題，PRT-GET按照自定義的協(xié)議工作說明書工作，它可以方便的把新協(xié)議加入到PRT-GET中,從而方便用戶使用新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來完成通信工作。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議動態(tài)鏈接庫協(xié)議工作說明書

一、引言

PRT-GET定義為一個協(xié)議模擬器，所謂協(xié)議模擬器就是通過某種途徑模擬各式各樣的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議從而可以進行具體而實際的網(wǎng)絡(luò)通信，最終達到同時支持多種通信協(xié)議的目的。PRT-GET不同于現(xiàn)今網(wǎng)上存在的各種網(wǎng)絡(luò)工具，使用它可以編寫基本上所有的基于Socket應(yīng)用層的通信協(xié)議，PRT-GET的設(shè)計解決了用戶使用網(wǎng)絡(luò)工具時難以支持新出現(xiàn)的協(xié)議的問題。

二、PRT-GET的特點

作為一個優(yōu)秀的協(xié)議模擬器，PRT-GET具備以下的幾個特點：

1．PRT-GET是一個動態(tài)鏈接庫?？紤]到應(yīng)用程序的擴展極其的不方便，所以沒有把PRT-GET設(shè)計成應(yīng)用程序的形式，而采用動態(tài)鏈接庫的方式，該方式可以方便地進行二次開發(fā)，也方便擴展軟件的功能。

2．PRT-GET是完全面向?qū)ο蟮?。PRT-GET是一個可二次開發(fā)的動態(tài)鏈接庫，所以面向?qū)ο蟮脑O(shè)計模式能令二次開發(fā)更加高效。

3．PRT-GET的代碼擴展性高。使用PRT-GET時，如果PRT-GET本身提供的功能不夠，那么用戶可以通過擴展PRT-GET中對應(yīng)的類，以實現(xiàn)自定義的功能。

4．PRT-GET支持自定義協(xié)議。PRT-GET的最大特色就是支持用戶自定義應(yīng)用層協(xié)議，通過用戶編寫的協(xié)議工作說明書，PRT-GET忠實地執(zhí)行用戶在說明書中指定的每一個操作，也就是說，用戶無需編寫任何一句代碼就可以使PRT-GET支持自定義協(xié)議。

5．PRT-GET的使用方便。PRT-GET使用時只需要調(diào)用動態(tài)鏈接庫就可以輕松地使用其中的協(xié)議控制類。

三、PRT-GET的設(shè)計

1．PRT-GET的工作層次

PRT-GET設(shè)計為一個動態(tài)鏈接庫，它為系統(tǒng)應(yīng)用程序提供中間層服務(wù)，使得應(yīng)用程序無需了解網(wǎng)絡(luò)通信的具體邏輯，只需把網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容當作本地的內(nèi)容操作即可，從這點看起來PRT-GET也是一個協(xié)議，而且更是一個能提供很多協(xié)議服務(wù)的協(xié)議支持軟件。PRT-GET在網(wǎng)絡(luò)中的工作層次如圖1所示。

對于使用PRT-GET作為網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的應(yīng)用程序來說，用戶可以指定PRT-GET使用哪個協(xié)議進行工作，因為PRT-GET是在需要使用時才加載協(xié)議內(nèi)容的，所以用戶可以隨時動態(tài)指定PRT-GET使用的協(xié)議，甚至可以動態(tài)修改PRT-GET使用的協(xié)議內(nèi)容。當協(xié)議組里面包含的協(xié)議不滿足用戶要求時，用戶還可以添加新的協(xié)議，這只需要添加一個協(xié)議工作說明書到協(xié)議組里面就可以了。

應(yīng)用程序

計算機

PRT-GET

協(xié)議組

協(xié)議內(nèi)容

服務(wù)器

服務(wù)程序

用戶

圖1PRT-GET工作層次

PRT-GET工作時根據(jù)用戶指定的協(xié)議加載協(xié)議工作說明書，然后再依照協(xié)議說明書內(nèi)容與遠端服務(wù)器/客戶端協(xié)作工作。對于PRT-GET來說，遠端機器是透明的，PRT-GET的機器透明性是基于工作在TCP協(xié)議上的Socket的，所以對于PRT-GET來說沒有機器的差別，沒有平臺的差別。

2．PRT-GET的幾個概念

在PRT-GET中，有一些基本概念貫穿于整個PRT-GET的設(shè)計和實現(xiàn)過程中。

（1）協(xié)議

PRT-GET中的協(xié)議對應(yīng)著一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。協(xié)議在PRT-GET程序中只是一個邏輯的存在，并沒有具體的某個協(xié)議的實現(xiàn)，所以如果要使PRT-GET支持某個協(xié)議的話，需要編寫一個具體的協(xié)議工作說明書與PRT-GET相配合。也就是說協(xié)議工作說明書是PRT-GET的具體協(xié)議的載體，也是PRT-GET支持協(xié)議的體現(xiàn)。

（2）元素

元素是PRT-GET的一個新概念。所有的協(xié)議都是一些基本通信單元的組合，而PRT-GET就是通過將協(xié)議分解成一個個的基本單元從而做到支持各種協(xié)議的。這種基本單元就是元素。元素是PRT-GET中協(xié)議構(gòu)成的基本單位，一個PRT-GET的協(xié)議本質(zhì)上就是一些PRT-GET的元素序列，同樣的，對元素的不同組合可以生成不同的協(xié)議，這就是PRT-GET可以支持不同協(xié)議的本質(zhì)原因。

程序中的一個元素類的對象對應(yīng)著協(xié)議工作說明書的實際一行，也就是代表著通信交互中的一個基本交互單元。協(xié)議工作說明書中指定了每一個通信單元應(yīng)當使用的元素類，并執(zhí)行相應(yīng)動作實現(xiàn)對應(yīng)的通訊單元。

為更好的實現(xiàn)通訊單元的分割和減少通信協(xié)議工作說明書的編寫難度，定義了動作元素和輔助元素這兩個概念。

動作元素：對應(yīng)著一個通訊基本操作，它指明了對于本次操作應(yīng)該如何進行。

輔助元素：對動作單元進行輔助處理的單元，它是從屬于動作單元，一個動作元素可以有零個或多個輔助元素。

動作元素和輔助元素指定了協(xié)議的一個通信單元的工作方式，而本次通信的內(nèi)容就由內(nèi)容項指定了。一個元素由動作元素和輔助元素、內(nèi)容三項組成，其結(jié)構(gòu)如下：

動作單元[輔助單元]*[內(nèi)容]

（3）分析器

PRT-GET中并沒有協(xié)議的實體存在，代替的是用協(xié)議工作說明書作為協(xié)議的載體，而協(xié)議工作說明書只是一個文本文件，如何將這個協(xié)議工作說明書的內(nèi)容加載到內(nèi)存并轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€一個對應(yīng)的元素，這個工作是由分析器來解決的。

分析器有協(xié)議分析器和元素分析器兩種，分別用于不同用途。

協(xié)議分析器：協(xié)議分析器主要的工作是分析協(xié)議工作說明書并創(chuàng)建該說明書對應(yīng)的元素序列，輔助Protocol實體的創(chuàng)建。

元素分析器：元素分析器的工作是從一個字符串中分解出輔助元素和內(nèi)容，以支持元素類的動作。

PRT-GET工作流程

PRT-GET的使用非常的方便，只需要使用URL創(chuàng)建出具體的一個協(xié)議對象則可以與主機通信，而此URL的要求為“protocol://host:port/file”格式，其中port并不是必須的，如果沒有指定的話就會使用對應(yīng)協(xié)議的協(xié)議工作說明書中指定的默認端口。

PRT-GET工作時，將會根據(jù)用戶提交的協(xié)議名檢查其協(xié)議說明書庫中是否有該協(xié)議，如果發(fā)現(xiàn)對應(yīng)的協(xié)議不存在則拋出一個異常提示用戶。找到指定協(xié)議后，PRT-GET將創(chuàng)建一個協(xié)議對象以實現(xiàn)通信，并將協(xié)議工作說明書加載進內(nèi)存中，分析生成一個元素序列，最后就執(zhí)行元素序列以實現(xiàn)實際通信目的，其工作流程如圖2所示。

是

讀取

否

開始

結(jié)束

查找協(xié)議工作說明書

協(xié)議組

協(xié)議存在

拋出異常

創(chuàng)建協(xié)議對象

分析工作說明書

執(zhí)行元素動作

圖2PRT-GET工作流程圖

四、主要包的設(shè)計

對PRT-GET的設(shè)計采用按功能結(jié)構(gòu)分包的方式，將功能相近的類放置在一起，并按邏輯位置將其放在不同的命名空間之中。

PRT-GET中最核心的三個包分別是Element（元素包）、Analyze（分析工具包）和Util（其他工具包），此外，還有ProtocolManager和Protocol兩個核心類。

PRT-GET將網(wǎng)絡(luò)操作分為基本的單元——元素，在程序中的體現(xiàn)就是元素（Element對象），PRT-GET將所有的元素類都放置在Element包中，并通過接口IElement實現(xiàn)元素動作的統(tǒng)一。

Analyze包是一個存放存放分析器的包。PRT-GET經(jīng)常需要對協(xié)議工作說明文件進行分析，這就需要一個分析器專門對協(xié)議中的字符串進行分析，Analyze包中的類就是負責此類工作。

PRT-GET在進行一些處理時經(jīng)常會用到一些方法，為增加代碼的重用率，將所有經(jīng)常使用到的方法或操作封裝為類存放在Util包中。

五、協(xié)議工作說明書

協(xié)議工作說明書是協(xié)議的真正載體，它以“協(xié)議名+.prt”為文件名存放在PRT-GET動態(tài)鏈接庫目錄的“protocol”文件夾下，PRT-GET加載協(xié)議時到這查找該協(xié)議是否存在，當查找到時就會加載為一個協(xié)議實體。

1．協(xié)議工作說明書的組成

網(wǎng)絡(luò)通信主要是發(fā)送內(nèi)容和接收內(nèi)容，PRT-GET的主要作用就是屏蔽了這一層中繁瑣的通信，使得用戶可以直接對通信的有用內(nèi)容進行處理。

基于網(wǎng)絡(luò)通信只有發(fā)送和接收兩種情況，協(xié)議工作說明書也只有兩種基本元素：Send和Receive。Send發(fā)送數(shù)據(jù)，而發(fā)送的數(shù)據(jù)可以是在協(xié)議說明書中指定的常量，也可以是用戶動態(tài)加載的內(nèi)容。Receive同樣也可以接收常量，或者接收到內(nèi)存中對應(yīng)的元素的Data數(shù)據(jù)中。除了這兩種基本元素外，PRT-GET還擴展了另外兩種元素：Skip和Repeat。Skip能忽略用戶不感興趣的內(nèi)容，Repeat的作用就是重復(fù)進行用戶的一些煩瑣的操作，這些對提高用戶的工作效率有很大的幫助。此外，還有其它一些輔助元素可以指定各種動作元素的具體操作內(nèi)容。

2．協(xié)議工作說明書編寫要求

編寫協(xié)議工作說明書必須滿足以下格式：

Port端口號

（Element名[輔助元素名]*內(nèi)容）*

協(xié)議說明書的最開始應(yīng)該是端口號說明，而后出現(xiàn)的是元素字符串。元素字符串由三部分組成，其中元素名是指該動作元素的名稱；輔助元素指定了動作元素的一些要求，一個動作元素可以有幾個輔助元素的存在；第三個部分就是內(nèi)容，內(nèi)容可以是常量內(nèi)容，也可以是變量，也就是用戶指定的數(shù)據(jù)。

一個協(xié)議說明書只能由一個端口號，但是卻可以有多個元素，不同元素之間用換行隔開即可。定義一個協(xié)議說明書必須以該協(xié)議名稱加上“.prt”為協(xié)議工作說明書名稱，并將其放置在PRT-GET的動態(tài)鏈接庫目錄下的protocol文件夾內(nèi)。

六、應(yīng)用實例

多協(xié)議服務(wù)器是一個使用PRT-GET作為通信層的服務(wù)器軟件，以文件映射作為虛擬路徑管理手段。通過該服務(wù)器軟件可以設(shè)置虛擬目錄，用戶可以指定訪問需要使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如HTTP），當有客戶端請求時，服務(wù)器調(diào)用PRT-GET創(chuàng)建一個協(xié)議實體執(zhí)行通信，并由服務(wù)器解釋請求的URL，將其映射為相關(guān)系統(tǒng)文件，客戶端可以和服務(wù)器進行通信，請求服務(wù)器上的文件資源如圖3所示。

圖3利用PRT-GET模擬HTTP通信

七、結(jié)語

本文討論了多協(xié)議模擬器PRT-GET的設(shè)計思路和方法，并通過實例模擬HTTP協(xié)議驗證了文中所提設(shè)計方案的可行性。由于PRT-GET目前的版本設(shè)計中輔助元素還不夠多，模擬器的交互設(shè)計還有所欠缺，下一步將增加輔助元素的設(shè)計，豐富模擬器的功能，增強其應(yīng)用的靈活性。

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