Ein neues UML Profil für die Spezifikation und Beschreibung von Internetkommunikations- und Signalisierungsprotokollen

Die vorliegende Dissertation beschreibt ein neues Unified Modeling Language 2 (UML) Profil für kommunizierende Systeme. Es ermöglicht die eindeutige und ausführbare Spezifikation und Beschreibung von Kommunikations- und Signalisierungsprotokollen mittels der UML speziell für das Internet. Dadurch können Spezifikationen bereits vor der Implementation analysiert, simuliert und validiert werden. Das Profil basiert auf der gesammelten Erfahrung und den Sprachkonzepten der Specification and Description Language (SDL). Im Gegensatz zu anderen Profildefinitionen benutzt dieses Profil formal beschriebene Einschränkungen zur Definition des Profils und zur Spezifikation von Abbildungsregeln nach SDL. Dies ermöglicht ein automatisiertes Überprüfen auf Korrektheit der Abbildung. Es unterstützt erweiterte Sprachkonzepte, die speziell zur Beschreibung von Internetprotokollen ausgerichtet sind, für die SDL nur eingeschränkt oder aufwändig verwendbar ist. Des Weiteren definiert das Profil spezielle Erweiterungspunkte, um neben SDL noch weitere Abbildungen auf andere formale Beschreibungstechniken zu ermöglichen. Durch die Unterstützung von mehreren konkreten Darstellungsmöglichkeiten eines Modells kann das Profil mit einer Vielzahl von UML 2 kompatiblen Modellierungswerkzeugen eingesetzt werden. Zusätzlich ist eine Implementation entwickelt worden, die es erlaubt, ein vorliegendes UML 2-Modell in eine vollständige textuelle SDL Struktur- und Verhaltensbeschreibung zu übersetzen.This thesis presents a new Unified Modeling Language 2 (UML) profile for communicating systems. It is developed for the unambiguous, executable specification and description of communication and signaling protocols for the Internet. This profile allows to analyze, simulate and validate a communication protocol specification in the UML before its implementation. This profile is driven by the experience and intelligibility of the Specification and Description Language (SDL) for telecommunication protocol engineering. However, as shown in this thesis, SDL is not optimally suited for specifying communication protocols for the Internet due to their diverse nature. Therefore, this profile features new high-level language concepts rendering the specification and description of Internet protocols more intuitively while abstracting from concrete implementation issues. Due to its support of several concrete notations, this profile is designed to work with a number of UML compliant modeling tools. In contrast to other proposals, this profile binds the informal UML semantics with many semantic variation points by defining formal constraints for the profile definition and providing a mapping specification to SDL by the Object Constraint Language. In addition, the profile incorporates extension points to enable mappings to many formal description languages including SDL. To demonstrate the usability of the profile, a case study of a concrete Internet signaling protocol is presented. Furthermore, a proof-of-concept implementation for the generation of full behavioral and structural SDL design specifications from UML models has been developed