ASN.1详解

r囧r小猫 2023-01-16 02:38 369阅读 0赞

Chapter 4 ASN.1

《Network management : principles and practice》

4.1 网络数据表示及编码  
4.2 **ASN.1**的基本概念  
4.3 基本编码规则  
  
4.1 **[网络][Link 1]**数据表示及编码  
ASN.1(Abstract Syntax Notation 1)是一种形式语言。  
独立与表示层编码技术,提供统一的网络数据表示。  
管理信息  
PDU  
需要一种对数据类型和数据内容进行描述的语法。  
ASN.1很好地表示出数据的含义。  
ASN.1提供对传输语法的支持:BER(Basic Encoding  
Rule)。  
4.2 **ASN.1**的基本概念  
4.2.1 文字约定  
ASN.1区分大小写。  
跳空格,与布局无关。  
注释以--开头,以--或行尾结束。  
标识符由大、小写字母,数字和横线组成,如sysName  
内部类型标识符全部大写,如BOOLEAN,INTEGER。  
用户定义的类型名和模块名以大写字母开头,School 。  
4.2.2 ASN.1符号说明  
符号 含义  
::= 定义为  
| 或  
\-- 后面是注释(行)  
\{\} 清单的开始和结束  
\[\] 标签的开始和结束  
() 子类型的开始和结束  
.. 范围  
4.2.3 抽象数据类型  
在ASN.1中,每一个数据类型都有一个标签(tag),  
标签的类型分4种:  
 通用标签  
 应用标签  
 上下文专用标签  
 私有标签  
通用数据类型有20多种,分4大类:  
  
简单类型:由单一成分构成的原子类型。  
  
构造类型:由两种以上成分构成的构造类型。  
  
标签类型:由已知类型定义的新类型。  
  
其他类型:包括CHOICE和ANY两种类型。  
一、简单类型  
1INTEGER  
ASN.1中没有限制整型的位数,可以任意大小。  
e.g. PageNumber::=INTEGER  
ColorType::=INTEGER\{   
red (0),  
blue (1),  
green (2)\}  
colorA ColorType::=1  
2 BOOLEAN  
布尔值。取值为TRUE或FALSE。  
e.g. Employed::=BOOLEAN  
Married::=BOOLEAN  
lincoln Married ::= TRUE ,lincoln Married ::= FALSE  
3 ENUMERATED  
e.g. Month::= ENUMERATED \{   
January (1),  
February (2),  
March (3),  
•  
•  
•  
December (12) \}  
hottestMonth Month::=July  
\--or 7  
4 REAL  
实数。ASN.1对实数的精度没有限制。每个实数可以用M×BE  
表示,即三元组。  
\{M,B,E\}  
e.g. AngleInRadians::=REAL  
angle1 AngleInRadians::=\{31415926,10,-7\}  
5 BIT STRING  
位串类型,由零个或多个比特组成的有序位串。可用二进制和  
十六进制表示。如: 10010001B,91H  
e.g. Occupation::=BIT STRING\{   
clerk (0),  
editor (1),  
artist (2),  
publisher (3) \}  
peter Occupation::=\{editor,artist\}  
\--or "0110B"  
6 OCTET STRING  
八位位组串,由0个或多个8位位组组成的有序串。可用十进制  
(0-255)。二进制和十六进制表示。如:1101000100011010B或  
D11AH  
e.g. MacAddress::=OCTET STRING(SIZE(6))  
pc1 MacAddress::= 11A1D001E001H  
7 OBJECT IDENTIFIER  
对象标识符。从对象树派生出的一系列点分数字串的形式,用来  
表示对象。  
e.g. internet OBJECT IDENTIFIER::=\{iso(1) org(3) dod(6) 1\}  
directory OBJECT IDENTIFIER::=\{internet 1\}  
mgmt OBJECT IDENTIFIER::=\{internet 2\}  
experimental OBJECT IDENTIFIER::=\{internet 3\}  
private OBJECT IDENTIFIER::=\{internet 4\}  
8 NULL  
空值类型,当某时刻无法知道数据的标准值,可将值为NULL。  
e.g. PatientIdentifier::=SEQUENCE\{   
name Visiblestring --取自IA5的图形字符组成,不含控制字符  
roomNumber CHOICE  
\{ INTEGER  
NULL \}\}  
patient1 PatientIdentifier::=\{name “peter”,roomNumber 301\}  
patient2 PatientIdentifier::=\{name “john”,roomNumber NULL\}  
CHARACTER STRING  
字符串类型。包括:  
  
NumericString  
  
PrintableString  
  
IA5String  
  
VisibleString  
  
GeneralString  
e.g. NumString::= NnmericString  
str1 NumString ::= “123456790”  
Surname ::= PrintableString  
person1 Surname ::= “John”  
二、构造类型  
9 SEQUENCE  
序列类型。是包含零个或多个组成元素的有序列表,列表的不  
同元素可以分属性不同的数据类型。  
e.g. AirlineFlight::=SEQUENCE\{   
airline IA5string,  
\--取自IA5的字符组成,它与ASCII码基本相同  
flight Numericstring, --包含数据0到9以及空格,不包含控制字符集  
seats SEQUENCE\{   
maximum INTEGER,  
occupied INTEGER,  
vacant  
INTEGER\},  
airport SEQUENCE \{   
origin IA5string,  
stop1 \[0\] IA5string OPTIONAL,  
stop2 \[1\] IA5string OPTIONAL,  
destination IA5string \},  
crewsize ENUMERATED \{   
six (6),  
eight (8),  
ten (10) \},  
cancle BOOLEAN DEFAULT FALSE \}  
airplane1 AirlineFlight::=\{airline "china",  
flight "1106",  
seats \{320,280,40\},  
airport \{origin "Beijing", destination  
"Shanghai"\},  
crewsize 10 \}  
或 ::= \{"china", "1106", \{320,107,213\}, \{"Beijing", "Shanghai"\},10\}  
10 SEQUENCE OF  
单纯序列(数组)类型。即序列中的各项都属于是同一类型的  
ASN.1类型。  
e.g. Seats::=SEQUENCE OF INTEGER  
11 SET  
集合类型。是包含零个或多个组成元素的无序集合,元素顺序  
无意义,类型可以不相同。  
e.g. Person::=SET \{name IA5string,  
age  
INTEGER,  
female BOOLEAN\}  
personA Person::=\{"maggie",4,ture\} 、\{true, "maggie",4\} 、  
\{4,true, " maggie "\}  
12 SET OF  
单纯集合类型,是包含零个或多个组成元素的无序集合。  
e.g. Vipseats::=SET OF INTEGER  
vipseatset Vipseats::=\{340,342,345\}  
三、标签类型  
Exuniv::=\[UNIVERSAL 2\] INTEGER  
valA Exuniv ::=9  
Exappl::=\[APPLICATION 0\] INTEGER  
valB Exappl ::=10  
Expriv::=\[PRIVATE 1\] INTEGER  
valC Expriv::=11  
Excont::= SET\{ type1 \[0\] INTEGER OPTIONAL,  
type2 \[1\] INTEGER OPTIONAL \}  
四、其他类型  
13 CHOICE  
选择类型。包含一个可供选择的数据类型列表。对于类型能够  
在事先都知道,可用此类型。  
e.g. Prize::=CHOICE  
\{ car IA5string,  
cash INTEGER,  
nothing BOOLEAN \}  
peter Prize::=TRUE 或者  
John Prize::= “ Lincoln ” 或者  
Sam Prize::= 25000  
14 ANY  
如果在定义数据时还不能确定数据类型,可以使用ANY型。  
ANY型可以被任何ASN.1类型置换。  
e.g. TextBook::=SEQUENCE  
\{ author IA5string,  
reference ANY\}  
实例:book1 TextBook ::= \{ author "shakespeare ",  
reference IA5string " ISBN0669123757 "\}  
book2 TextBook ::= \{ author "shakespeare ",  
reference INTEGER 1988\}  
4.2.4 子类型  
通过对某些类型加以限制,可以定义它们的子类型(subtype)。子  
类型的值集合是其父类型值集合的子集。  
(1) 单个值  
在定义中列举出所有可能的取值,e.g.  
TestResult ::=INTEGER(1|2|3|4)  
sp1 TestResult ::= 2  
(2) 大小限制  
通过限制父类型中元素的个数定义新类型或规模。  
e.g. WorkstationNumber::=OCTET STRING(SIZE(6))  
BitField ::= BIT STRING(SIZE(12))  
map1 BitField ::= „100110100100‟B  
map2 BitField ::= „9A4‟H  
(3) 取值范围(值区间)  
只适用于整数和实数类型,  
e.g. NoID::=INTEGER(1..100)  
PositiveInteger ::=INTEGER(0<..MAX)  
PositiveInteger ::=INTEGER(1..MAX)  
(4) 可用字符  
只用于字符串类型,限制字符集的取值范围。  
DigitString ::=IA5String(FROM(0)|(1)|(2)|(3)|(4)|(5)|  
(6)|(7)|(8)|(9))  
str2 DigitString ::= “46732”  
(5) Inner Subtyping (内部类型)  
适用于SEQUENCE,SEQUENCE OF,SET,SET OF和CHOICE类,主要用于对  
这些结构类型的元素项进行限制。  
e.g. PDU::=set\{ alpha \[0\] INTEGER,  
beta  
\[1\] IA5striong OPTIONAL,  
gamma \[2\] SEQUENCE OF parameter,  
delta  
\[3\] BOOLEAN \}  
TestPDU::=PDU(WITH COMPONENTS\{alpha(min..<0),...,delta(FALSE)\})  
(6) 包含子类型  
要用到关键字INCLUDES,说明被定义的新子类型包含原子类型的全部可能值。  
e.g. Months::=ENUMERATED\{jaunary(1),february(2),...,december(12)\}  
First-quarter::=Months(january,february,march);  
Second-quarter::=Months(april,may,june)  
First-half::=Months (INCLUDES First-quarter|INCLUDE Second-quarter)  
jan First-quarter ::= 1  
4.2.5 应用类型  
ASN.1中的应用类型与特定的应用有关,根据网络管理的实际特点,  
RFC1155定义了6种SNMP应用类型。  
(1) NetworkAddress::=CHOICE\{internet IpAddress\} --可从各种网络地  
址中选择一种,目前只有Internet地址,即IP地址。  
(2) IpAddress::=\[APPLICATION 0\] IMPLICIT OCTET STRING(SIZE(4))  
(3) Counter::= \[APPLICATION 1\] IMPLICIT INTEGER(0..4294967295)  
(4) Gauge::=\[APPLICATION 2\] IMPLICIT INTEGER(0..4294967295)  
(5) TimeTicks::=\[APPLICATION 3\] IMPLICIT INTEGER(0..4294967295)  
(6) Opaque::= \[APPLICATION 4\] OCTET STRING --arbitrary ASN.1  
value 不透明类型  
4.3 基本编码规则  
用ASN.1语言书写的变量必须转换为串行的字节流才能在网络中传输。为此,  
ASN.1又提供了基本编码规则(BER)来描述传输过程中内容的表示。  
约定  
  
  
八位位组:八比特组成  
八位位组的二进制位编号从8到1,第8位为最高有效位,第1位位最低有效位  
编码结构  
标签八位位组  
长度八位位组  
 标签(tag)字段:关于标签类别和编码格式的信息。  
 长度(Length)字段:定义内容字段的长度。  
 值(Value)字段:包含实际的数据 。  
内容八位位组  
1. 标签字段  
标签字段对标签类别、标签号和编码格式进行编码。  
8  
7  
标签类别  
6  
5  
4  
P/C  
1 1 1 1 1  
2  
1  
标签号  
P/C  
前导八位位组  
类别  
3  
后继八位位组  
1  
1  
\+  
1  
\+  
0  
\+  
= 标签号  
e.g. UNIVERSAL 10 编码:00 0 01010  
APPLICATION 35 (构造类型) 编码:01 1 11111 0 0 100011  
2. 长度字段  
用来表示值字段的八位位组数。  
确定格式。(编码时知道长度;长格式和短格式)  
长度字段分类  
不确定格式。  
规则如下:  
 若编码是简单类型,则使用确定格式;  
若编码是构造的,并且编码立即可用,既可以使用确定格式,也可以使用不  
确定格式,由发送者选择;  
若编码是构造的,但编码不是立即可用,则使用不确定格式。  
短格式:e.g. L=38 编码:00100110  
长格式:e.g. L=201 编码: 10000001 11001001  
不确定格式:10000000  
3. 值字段  
由零个或多个八位位组组成,并按不同类型数据值的不同规定对它们进行编  
码。  
(1) 布尔值的编码  
由1个字节组成。FALSE为00;TRUE为FF。  
e.g. TRUE的编码:01 01 FF  
FALSE 的编码:01 01 00  
(2) 整数编码  
值字段一个或多个八位位组组成,整数值采用二进制补码形式编码。  
e.g. 0 编码 02 01 00  
127 编码 02 01 7F  
256 编码 02 02 01 00  
\-129 编码 02 02 FF 7F  
(3) 空值的编码  
空值的标签 UNIVERSAL 5, 编码 05 00  
(4) 位串值的编码  
简单类型  
构造类型  
e.g. (0A3B5F291CD)16  
简单类型编码:03 07 04 0A3B5F291CD0  
构造类型编码:将位串值拆为(0A3B)16和(5F291CD)16  
23 80  
03 03 000A3B  
03 05 04 5F291CD0  
00 00  
(5) 对象标识符的编码  
对象标识符值的编码是简单类型。  
第一个编码子标识符的数值:(X\*40)+Y  
e.g. 对象标识符 \{joint-iso-ccitt 100 2\},即\{2,100,3\}  
编码:06 03 813403 H  
(6) 八位位组串和字符串类型值的编码  
e.g. IA5String类型字符串“ACE” 编码 16 03 41 43 45 H  
八位位组串“ACE0” 编码 04 02 AC E0 H  
(7) 序列值的编码  
序列值的编码是构造类型。  
e.g. 序列类型\{name IAString, ok BOOLEAN\},值\{name “smith”, ok  
TRUE\}  
编码:30 0A  
16 05 73 6D 69 74 68  
01 01 FF  
(8) 集合值的编码  
集合类型的元素是无序的,有多种编码。  
e.g. SET\{breadth INTEGER, bent BOOLEAN\}, 值\{breadth 7, bent  
FALSE\}  
编码:31 06  
02 01 07  
01 01 00  
也可以是:31 06  
01 01 00  
02 01 07  
Key Point:BER  
Homework:P89, 1,3,15  
English References:  
Mani Subramanian(苏布拉马尼亚 ) ,

来自:[http://www.cnblogs.com/zhangsf/archive/2013/08/26/3283159.html][http_www.cnblogs.com_zhangsf_archive_2013_08_26_3283159.html]

[Link 1]: http://blog.csdn.net/shanzhizi/article/category/1157892
[http_www.cnblogs.com_zhangsf_archive_2013_08_26_3283159.html]: http://www.cnblogs.com/zhangsf/archive/2013/08/26/3283159.html