Галкин В.А., Григорьев Ю.А. - Телекоммуникации и сети (1053870), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Наэтом логическое соединение считается установленным, и в его рамках можнопередавать информационные кадры с пользовательскими данными. После передачи некоторого законченного набора данных, например определенного файла, узел инициирует разрыв данного логического соединения, посьшая соответствующий служебный кадр.В отличие от протоколов дейтаграммного типа, которые поддерживают только один тип кадра - информационный, протоколы, работающие по процедуре сустановлением соединения, должны поддерживать несколько типов кадров •служебные, для установления (и разрыва) логического соединения, и информационные, переносящие собственно пользовательские данные.Процедура установления соединения используется:• для взаимной ^т^ентификации либо пользователей, либо оборудования (маршрутизаторы тоже могут иметь имена и пароли, которые нужны для уверенности в том, что злоумышлеьшик не подменил корпоративный маршрутизатор ине отвел поток данных в свою сеть для анализа);• для согласования изменяемых параметров протокола: MTU, различныхтайм-аутов и т.
п.;• для обнаружения и коррекции ошибок. Установление логического соединения дает точку отсчета для задания начальных значений номеров кадров. Припотере нумерованного кадра приемник, во-первых, получает возможность обнаружить этот факт, а во-вторых, может сообщить передатчику, какой в точности кадр нужно передать повторно.В некоторых технологиях процедуру установления логического соединенияиспользуют при динамической настройке коммутаторов сети для маршрутизации всех последующих кадров, которые будут проходить через сеть в рамкахданного логического соединения.
Так работают сети технологий Х.25, Framerelay и ATM.1162.3. Методы и технологии передачи данныхОбнаружение и коррекция ошибокКанальный уровень должен обнаруживать ошибки передачи данных, связанные с искажением бит в принятом кадре данных или с потерей кадра, и повозможности их корректировать. Большая часть протоколов канального уровня вьшолняет только одну задачу - обнаружение ошибок, считая, что корректировать ошибки, т. е. повторно передавать данные, содержавшие искаженную информацию, должны протоколы верхних уровней.
Так работают известныепротоколы локальных сетей Ethernet, Token Ring, FDDI и др. Однако существу.ют протоколы канального уровня, например LLC2 или LAP-B, которые самостоятельно решают задачу восстановления искаженных или потерянных кадров.Очевидно, что протоколы должны работать наиболее эффективно в типичных условиях работы сети. Поэтому для сетей, в которых искажения и потерикадров являются очень редкими собыгиями, разрабатываются протоколы типаEthernet, где не предусмотрены процедуры устранения ошибок. Действительно, наличие процедур восстановления данных потребовало бы от конечных узлов дополнительных вычислительных затрат, которые в условиях надежной работы сети являлись бы избыточными.Напротив, если в сети искажения и потери происходят часто, то желательноуже на канальном уровне использовать протокол с коррекцией ошибок, а неоставлять эту работу протоколам верхних уровней.
Протоколы верхних уровней, например транспортного или прикладного, работая с большими тайм-аутами, восстановят утерянные данные с большой задержкой. В глобальных сетяхпервых поколений, например сетях Х.25, которые использовали ненадежные каналы связи, протоколы канального уровня всегда вьшолняли процедуры восстановления потерянньпс и искаженных кадров. Поэтому нельзя считать, чтоодин протокол лучше другого потому, что он восстанавливает ошибочные кадры, а другой протокол нет. Каждый протокол должен работать в тех условиях,для которых он разработан.Методы коррекции ошибок, основанные на протоколах канального уровня,описаны в § 2.2.
Рассмотрим вопрос восстанавления искаженных помехамиданных.Методы коррекции ошибок в вычислительных сетях основаны на повторнойпередаче кадра данных в случае, если кадр теряется и не доходит до адресатаили приемник обнаружил в нем искажение информации. Чтобы убедиться внеобходимости повторной передачи данных, отправитель нумерует отправляемые кадры и для каждого кадра ожидает от приемника так называемой положительной квитанции - служебного кадра, извещающего о том, что исходный кадр бьш получен и данные в нем оказались корректными. Время этогоожидания ограничено - при отправке каждого кадра передатчик запускает таймер, и, если по его истечении положительная квитанция не получена, кадр считается утерянным.
Приемник в случае получения кадра с искаженными данными может отправить отрицательную квитанцию - что указьшает на то,1172. Основы телекоммуникацииЧТО данный кадр нужно передать повторно. Процесс обмена квитанциями называется автоматическим запросом повторения - ARQ (Automatic Repeatreguest).Существуют два подхода к организации процесса обмена квитанциями: спростоями и с организацией «скользящего окна».Метод с простоями (Idle RQ) требует, чтобы источник, пославший кадр,ожидал получения квитанции (положительной или отрицательной) от приемника и только после этого посылал следующий кадр (или повторял искаженный).Если же квитанция не приходит в течение тайм-аута, то кадр (или квитанция)считается утерянным и его передача повторяется.
В этом случае производительность обмена данными существенно снижается, так как передатчик неможет послать следующий кадр сразу же после отправки предьщущего, онобязан ждать прихода квитанции. Снижение производительности этого методакоррекции особенно заметно на низкоскоростных каналах связи (в территориальных сетях).В методе «скользящего окна» (sliding window) для повышения коэффициента использования линии источнику разрешается передать некоторое количество кадров в непрерывном режиме, т. е. в максимально возможном для источника темпе, без получения на эти кадры положительных ответных квитанций.Количество кадров, которые разрешается передавать таким образом, назьшается размером окна. Рис.
2.23, а иллюстрирует данный метод для передающего окна размером в РГкадров. В началып>1Й момент, когда еще не послано ниодного кадра, окно определяет диапазон кадров с номерами от 1 до РГ включительно. Источник начинает передавать кадры и получать в ответ квитанции.Квитанции канального уровня поступают в той же последовательности, что икадры, которым они соответствуют.
В момент t^ при получении первой квитанции К^ окно сдвигается на одну позицию, определяя новый диапазон от 2 до(^Г+ 1).Процессы отправки кадров и получения квитанций происходят независимодруг от друга. Рассмотрим произвольный момент времени /^, когда источникполучил квитанцию на кадр с номером п. Окно сдвинулось вправо и определило диапазон разрешенных к передаче кадров от (« + 1) до (^Г + л). Все множество кадров, выходящих из источника, можно разделить на перечисленные нижегруппы (см. рис.
2.23, а).Кадры с номерами от 1 до w уже были отправлены и квитанции на них получены, т. е. они находятся за пределами окна слева.Кадры, начиная с номера {п+ 1) и кончая номером {W+ п), расположены впределах окна и потому могут быть отправлены, не дожидаясь прихода какойлибо квитанции. Этот диапазон можно разделить еще на два поддиапазона:кадры с номерами от (л + 1) до /w, которые уже отправлены, но квитанции наних еще не получены;кадры с номерами от m до (^Г + п), которые пока не отправлены, хотя запрета на это нет.1182.3. Методы и технологии передачи данныхW„W,1^•Wa^±1W«+1К,К2-^к^W+1тW+n^к„•>->to/NIV„r^^Направление скольжения окнаte'оJ±О12W,•J^o^±Lw+1^w+lW+n>Номера кадровРис.
2.23. Метод скользящего окна:t^ - исходный момент, /, и Г^ - моменты прихода квитанций на 1- и w-й кадр соответственноВсе кадры с номерами, большими или равными (W + n + 1), находятся запределами окна справа и поэтому пока не могут быть отправлены.Перемещение окна вдоль последовательности номеров кадров показано нарис. 2.23, б. Каждый раз, когда приходит положительная квитанция, окно сдвигается, но его размер при этом не меняется и остается равным W, При отправке кадра с номером п источнику разрешается передать еще W- I кадров дополучения квитанции на кадр л, так что в сеть последним уйдет кадр с номером (W + п-1). Если же за это время квитанция на кадр п так и не пришла, топроцесс передачи приостанавливается, и по истечении некоторого тайм-аутакадр п (или квитанция на него) считается утерянным, и его передают снова.Если поток подтверждений поступает регулярно, в пределах допуска в ^Г кадров, то скорость обмена достигает максимально возможной для данного канала и принятого протокола.1192.
Основы телекоммуникацииМетод «скользящего окна» более сложен в реализации, чем метод с простоями, так как передатчик должен хранить в буфере все кадры, на которыепока не получены положительные квитанции. Кроме того, требуется отслеживать несколько параметров алгоритма: размер окна W^ номер кадра, на которыйполучена квитанция, номер кадра, который еще можно передать до полученияновой квитанции. Приемник может не посылать квитанции на каждый принятый корректный кадр.
Если несколько кадров пришли почти одновременно, топриемник может послать квитанцию только на последний кадр. При этом подразумевается, что все предьщущие кадры также дошли благополучно.Некоторые методы используют отрицательные квитанции, которые бывают двух типов - групповые и избирательные. Групповая квитанция содержитномер кадра, начиная с которого нужно повторить передачу всех кадров, отправленных передатчиком в сеть. Избирательная квита1щия требует повторной передачи только одного кадра.Метод с простоями является частным случаем метода «скользящего окна»,когда размер окна равен единице.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
