ASN.1 - TU Ilmenau

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ASN.1 - TU Ilmenau

Abstrakte Syntaxnotation 1
Beispiel
Basic Encoding Rules
Literatur
Spezifikation von Kommunikationssystemen
4. Abstrakte Syntaxnotation 1 (ASN.1)
Prof. Jochen Seitz
Fachgebiet „Kommunikationsnetze“
5. Mai 2015
1 / 19
Beispiel
Literatur
Übersicht
1
2
Beispiel
3
2 / 19
Beispiel
Literatur
Beschreibungssprache zur Definition von
Datenstrukturen, ohne auf die rechnerinterne Darstellung
einzugehen.
Festlegungen zur Umsetzung von Datenstrukturen und
Elementen in ein netzeinheitliches Format.
gemeinsamer Standard der ITU-T (International
Telecommunication Union – Telecommunication
Standardization Sector) und der ISO (Internationale
Organisation für Normung).
verbreitete Möglichkeit, die Nachrichtenelemente von
Kommunikationsprotokollen eindeutig zu beschreiben.
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Beispiel
Literatur
Problem: Heterogenität
Beispiel (nach Dubuisson (2000)):
typedef struct Record {
char name[31];
int age;
enum { unknown = 0;
male
= 1;
female = 2 } gender;
} Record;
type record = {
name : string;
age
: num;
gender : t_gender }
and t_gender = Unknown
| Male
| Female
(a) C-Code
(b) Objective Caml Code
Unterschiede:
Ein String endet mit einem einem NULL byte in C, aber
nicht in Objective Caml.
Die Länge des Namens ist nicht begrenzt in Objective
Caml.
Über die interne Repräsentation des Eintrags „age“ ist
nichts ausgesagt.
Objective Caml kennt keine Vorgabewerte für Aufzähltypen.
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Beispiel
Literatur
Konvertierung
Symmetrisch
Sender makes right
Receiver makes right
Asymmetrisch
Konvertierung in
Zwischenformat
ASN.1
5 / 19
Beispiel
Literatur
Anwendung auf das Beispiel
Abstrakte Syntax in ASN.1
Record ::= SEQUENCE {
name
PrintableString (SIZE (1..30)),
age
INTEGER,
gender ENUMERATED { unknown (0),
male
(1),
female (2) } }
Maschine A
Konkrete Syntax in C
Maschine B
Konkrete Syntax in Objective Caml
typedef struct Record {
char name[31];
int age;
enum { unknown = 0;
male
= 1;
female = 2 } gender;
} Record;
type record = {
name
: string;
age
: num;
gender : t_gender }
and t_gender = Unknown
| Male
| Female
Transfersyntax
(Bytes oder Bits)
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Beispiel
Literatur
Das Typ-Konzept in ASN.1
Ein ASN.1-Typ ist eine nicht-leere Menge von Werten, die
kodiert werden können, um übertragen zu werden.
Dieses Typ-Konzept ist daher vergleichbar mit dem in
bekannten Programmiersprachen, um dort komplexe
Datenstrukturen zu vereinbaren.
ASN.1-Typen sind aber speziell auf den Datentransport hin
zu vereinbaren.
Entsprechende Funktionen sind vorzusehen
(z. B. „OPTIONAL“).
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Beispiel
Literatur
Elementare Datentypen in ASN.1
BOOLEAN (true oder false)
NULL (mit nur einem Wert, nämlich NULL)
INTEGER (positive und negative Ganzzahlen)
REAL (Gleitkommazahlen)
ENUMERATED (Aufzählungstyp)
BIT STRING (binäre Zeichenfolge)
OCTET STRING (Folge von Bytes)
IA5STRING (nach IA5-Tabelle kodierte Zeichenfolge, siehe
ISO 646)
CHARACTER STRING
UTCTime, GeneralizedTime (Zeit- und Datumsangaben)
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Beispiel
Literatur
Zusammengesetzte Datentypen in ASN.1
SEQUENCE (geordnete Abfolge verschiedener Typen)
SEQUENCE OF <Typ> (geordnete Abfolge gleichen Typs)
SET (ungeordnete Abfolge verschiedener Typen)
SET OF <Typ> (ungeordnete Abfolge gleichen Typs)
CHOICE (Summentyp)
Beispiele:
Coordinates ::=
SET { x [1] INTEGER,
y [2] INTEGER,
z [3] INTEGER OPTIONAL }
Lottery-number ::= INTEGER (1..49)
Lottery-draw ::= SEQUENCE SIZE (6) OF
Lottery-number
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Beispiel
Literatur
Spezielle Datentypen in ASN.1
Spezielle Datentypen in
ASN.1:
OBJECT IDENTIFIER
(weltweit eindeutige
Kennung)
RELATIVE-OID (relative
Objektkennung)
Anwendungsfeld
Netzmanagement:
Management Information Base
iso (1)
...
dod (6)
...
...
internet (1)
directory (1)
mgmt (2)
experimental (3)
...
mib-2 (1)
OBJECT IDENTIFIER
1.3.6.1.2.1.1.1.0
eindeutige Adressierung
des Objekts sysDescr
org (3)
sysDescr (1)
system (1)
...
...
...
...
...
private (4)
...
enterprises (1)
...
...
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Beispiel
Literatur
Wertezuweisungen in ASN.1
ASN.1 erlaubt die explizite Zuweisung von Werten zu
Typen.
Beispiele:
counter Lottery-number ::= 45
sixtuple Lottery-draw ::= {7, 12, 23, 31, 33, 41}
pair Coordinates ::= {x 5, y -3}
Es wird keine Aussage darüber gemacht, wie diese Werte
zu kodieren sind.
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Beispiel
Literatur
Spezifikation mittels ASN.1
Sammlung von ASN.1-Datentypen.
Zusammenfassung zu Modulen, die eine eindeutige
Kennung bekommen.
Schnittstelle des Moduls wird mit IMPORT und EXPORT
angegeben.
Beispielhafte Anwendung von ASN.1:
Netzmanagement (z. B. in Case u. a. (1993))
Verzeichnisdienste (z. B. in Legg (2004))
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Beispiel
Literatur
Beispiel: SNMPv2-PDU nach Case u. a. (1993)
PDUs ::= CHOICE {
get-request
get-next-request
get-bulk-request
response
set-request
inform-request
snmpV2-trap
}
GetRequest-PDU,
GetNextRequest-PDU,
GetBulkRequest-PDU,
Response-PDU,
SetRequest-PDU,
InformRequest-PDU,
SNMPv2-Trap-PDU
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Beispiel
Literatur
Beispiel: SNMPv2-PDU nach Case u. a. (1993)
PDU ::= SEQUENCE {
request-id
Integer32,
error-status
INTEGER
-- sometimes ignored
{ noError(0),
tooBig(1),
noSuchName(2),
-- for proxy compatibility
badValue(3),
readOnly(4),
genErr(5),
noAccess(6),
wrongType(7),
wrongLength(8),
wrongEncoding(9),
wrongValue(10),
noCreation(11),
inconsistentValue(12),
resourceUnavailable(13),
commitFailed(14),
undoFailed(15),
authorizationError(16),
notWritable(17),
inconsistentName(18) },
error-index
INTEGER (0..max-bindings),
-- sometimes ignored
variable-bindings VarBindList
-- values are sometimes ignored
}
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Beispiel
Literatur
ASN.1: Codierung und Decodierung I
Idee für die eindeutige Codierung der ASN.1-Werte:
TLV-Ansatz
(siehe http://telecom.htwm.de/asn1/index.htm)
T – Type: Typangabe
L – Length: Längenangabe
V – Value: Wertangabe
Typ
Länge
Wert
Typ
Län
-ge
Typ
Län
-ge
Typ
Wert
Wert
Län
-ge
Wert
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Beispiel
Literatur
ASN.1: Codierung und Decodierung II
Basiscodierungsregeln — Basic Encoding Rules (BER)
(siehe ITU (2008))
Bezeichner
Bit
7
6
Typklasse
00:
01:
02:
03:
Universal
Application
Context Specific
Private
Länge
5
4
3
Inhalt
2
1
0
Datentyp
Tag-Nummer
0: einfach
1: strukturiert
0..30: wie angegeben
31:
nächstes Byte gibt Tag an
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Beispiel
Literatur
BER – Einfaches Beispiel
Codierung des Integer-Werts 5:
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
Länge
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
Wert
Tag-Nummer = 2
 Datentyp INTEGER
Einfacher
Datentyp
UniversalKlasse
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Beispiel
Literatur
BER – Kompliziertes Beispiel
ASN.1-Typ:
SEQUENCE {name IA5STRING, ok BOOLEAN}
ASN.1-Wert:
name Smith, ok TRUE
Codierung:
SEQUENCE
3016
Länge
0A16
Inhalt
IA5STRING
1616
BOOLEAN
0116
Länge
0516
Länge
0116
Inhalt
Smith
Inhalt
FF16
(TRUE wird als Byte codiert, das mindestens eine 1 enthält. . . )
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Beispiel
Literatur
Literatur
[Case u. a. 1993]
C ASE, Jeffrey D. ; M C C LOGHRIE, Keith ; R OSE, Marshall T. ;
WALDBUSSER, Steven: Protocol Operations for Version 2 of the Simple Network
Management Protocol (SNMPv2) / Internet Engineering Task Force. URL
http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc1448.txt, April 1993 (RFC 1448). –
Request for Comments
[Dubuisson 2000]
D UBUISSON, Olivier: ASN.1 – Communication Between
Heterogeneous Systems. San Diego : Morgan Kaufmann, 2000. – ISBN
978-01263-3361-9
[ITU 2008]
ITU-T S TUDY G ROUP 17: OSI Networking and System Aspects –
Abstract Syntax Notation One (ASN.1) — Information Technology – ASN.1
Encoding Rules: Specification of Basic Encoding Rules (BER), Canonical Encoding
Rules (CER) and Distinguished Encoding Rules (DER) / International
Telecommunication Union – Telecommunication Standardization Sector. URL
http://www.itu.int/rec/dologin_pub.asp?lang=e&id=T-REC-X.
690-200811-I!!PDF-E&type=items, November 2008 (ITU-T X.690). – ITU-T
X-Series Recommendations – Data Networks, Open System Communications and
Security
[Legg 2004]
L EGG, Steven: ASN.1 Module Definition for the LDAP and X.500
Component Matching Rules / Internet Engineering Task Force. URL
http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc3727.txt, Februar 2004 (RFC 3727). –
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