Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Во-первых, что произойдет, если повредится или потеряется кадр в середине длинного потока? Большое количество последующих кадров прибудет к получателю прежде, чем отправитель обнаружит, что произошлаошибка. Когда поврежденный кадр приходит получателю, он, конечно, долженбыть отвергнут, однако что должен делать получатель со всеми правильными последующими кадрами? Как уже говорилось, получающий уровень передачи данных обязан передавать пакеты сетевому уровню, соблюдая строгий порядок.
Нарис. 3.11 изображен эффект, оказываемый конвейерной обработкой на исправление ошибок. Сейчас мы рассмотрим этот вопрос более подробно.Есть два способа решения проблемы возникновения ошибок при конвейеризации кадров. Первый способ называется возвратом на и и заключается просто вигнорировании всех кадров, следующих за ошибочным. Для таких кадров подтверждения не посылаются. Эта стратегия соответствует приемному окну размера 1. Другими словами, уровень передачи данных отказывается приниматькакой-либо кадр, кроме кадра со следующим номером, который он должен передать сетевому уровню.
Если окно отправителя заполнится раньше, чем истечетвремя ожидания, конвейер начнет простаивать. Наконец, лимит времени у отправителя истечет, и он начнет передавать повторно сразу все кадры, не получившие подтверждения, начиная с поврежденного или потерянного кадра. Такойподход при высоком уровне ошибок может привести к потере большой доли пропускной способности канала.259На рис.
3.11, а изображен возврат на п для случая большого окна приемника.Кадры 0 и 1 корректно принимаются, и высылается подтверждение этого факта.Однако кадр 2 потерялся или был испорчен. Ничего не подозревающий отправитель продолжает посылать кадры, пока не выйдет время ожидания кадра 2. Только после этого он возвращается к месту сбоя и заново передает все кадры, начиная с кадра 2 (отправляя 2, 3, 4 и т. д.)ОшибкаК а д р ы , отвергнутыеуровнем передачи данныхВремяИнтервал ожиданияОшибка>•!Буферизированы уровнемпередачи д а н н ы хПакеты 2-8 переданысетевому уровнюРис.
3 . 1 1 . Конвейеризация и коррекция ошибок: эффект при размере окна 1 (а);эффект при размере окна > 1 (б)Другая общая стратегия обработки ошибок при конвейерной передаче кадров, называемая выборочным повтором, заключается в том, что получатель хранит в буфере все правильные кадры, принятые им после неверного или потерянного кадра. При этом неверный кадр отбрасывается. Когда отправитель наконецзамечает, что что-то случилось (то есть заканчивается время ожидания подтверждения), он просто отправляет еще раз только потерянный или испорченныйкадр, не повторяя отправку всех последующих, как это продемонстрировано нарис.
3.11, б. Если вторая попытка будет успешной, получающий уровень передачи данных сможет быстро передать накопившиеся пакеты сетевому уровню, после чего выслать подтверждение получения кадра с наибольшим номером. Выборочный повтор часто комбинируется с отправкой получателем «отрицательного260Глава 3. Уровень передачи данныхподтверждения» (NAK — Negative Acknowledgement) при обнаружении ошибки,например, при неверной контрольной сумме или при измененном порядке следования кадров. NAK стимулируют повторную отправку еще до того, как закончится время ожидания подтверждения от отправителя.
Таким образом, эффективность работы несколько повышается.На рис. 3.11, б кадры 0 и 1 снова принимаются корректно, а кадр 2 теряется.После получения кадра 3 уровень передачи данных приемника замечает, чтоодин кадр выпал из последовательности. Для кадра 2 отправителю посылаетсяNAK, однако кадр 3 сохраняется в специальном буфере. Далее прибывают кадры4 и 5, они также буферизируются уровнем передачи данных вместо передачи насетевой уровень. NAK 2 приходит к отправителю, заставляя его переслать кадр 2.Когда последний оказывается у получателя, у уровня передачи данных уже имеются кадры 2, 3, 4 и 5, которые сразу же в нужном порядке отдаются сетевомууровню. Теперь уже можно выслать подтверждение получения всех кадров, включая пятый, что и показано на рисунке.
Если NAK вдруг потеряется, то отправитель по окончании времени ожидания 2 сам отправит кадр 2 (и только его!), однако это может произойти значительно позже, чем при помощи NAK. Короче говоря, NAK ускоряет процесс повторной пересылки испорченного кадра.Метод выборочного повтора соответствует приемному окну размером более 1.Любой кадр в пределах окна может быть принят, после чего он будет хранитьсяв буфере до тех пор, пока все предыдущие кадры не будут переданы сетевомууровню. При большом окне данный способ может потребовать значительного размера буфера.Листинг 3.6. Протокол скользящего окна с возвратом на пI* Протокол 5 (конвейерный) допускает наличие нескольких неподтвержденных кадров.Отправитель может передать до MAX_SEQ кадров, не ожидая подтверждения. Кроме того, вотличие от предыдущих протоколов, не предполагается, что у сетевого уровня всегда естьновые пакеты.
При появлении нового пакета сетевой уровень инициирует событие network_layer_ready */#define MAX_SEQ 7/* должно быть 2An-l */typedef enum {frame_arrival. cksum_err, timeout, network_layer_ready} event_type:linclude "protocol,h"Протоколы скользящего окна261s.info = buffer[frame_nr];/* вставить пакет в кадр */s.seq = framejir;/* вставить порядковый номер в кадр */s.ack = (frame_expected + MAXjSEQ) % (MAXjSEQ + 1 ) ; /* подтверждение, посылаемое«верхом» на кадре данных */tojphysical_layer(&s);/* послать кадр по каналу */start_timerСframejir);/* запустить таймер ожидания подтверждения */void protocol5(void){seqjir next_frame_to_send;*//* MAXjSEQ > 1; используется для исходящего потокаseqjir ack_expected;/* самый старый неподтвержденный кадр */seqjir frame_expected:/* следующий кадр, ожидаемый во входящем потоке */frame г;/* временная переменная */packet buffer[MAX_SEQ+l];/* буферы для исходящего потока */seqjir nbuffered;/* количество использующихся в данный момент выходных буферовseqjir i:event_type event;enablejietwork_layer();ack_expected = 0;*/next_framej;o_send = 0:frame_expected = 0;nbuffered = 0;while (true) {wait_for_event(&event);/* индекс массива буферов *//* разрешить события networkjayerj^eady *//* номер следующего ожидаемого входящего подтверждения/* номер следующего посылаемого кадра *//* номер следующего ожидаемого входящего кадра *//* вначале буфер пуст *//* четыре возможных события: см.
event_type выше */switch(event) {case network_layerj"eady: /* у сетевого уровня есть пакет для передачи *//* получить, сохранить и передать новый кадр */from_networkjayer(&buffer[next_frame_to_send]): /* получить новый пакету сетевого уровня */nbuffered = nbuffered + 1 ; /* увеличить окно отправителя */send_data(next_frame_to_send. frame_expected. buffer); /* передать кадр*/inc(next_frame_tojsend): /* увеличить верхний край окна отправителя */break;static boolean between(seqjir a, seq_nr b, seqjir c)*/a) && (a <=b)) false|| ((b*/< c) && (c < a)))/* ifвозвращает(a <=b ((c< с<циклично:иначе(((a <= b)true,&& (bесли< c))return(true);||belsereturn(false);Уровня */case frame arrival:fromjDhysical_layer(&r);/* прибыл кадр с данными или с подтверждением/* получить пришедший кадр у физическогоif (r.seq = frame_expected) {/* кадры принимаются только по порядку номеров */tojietwork_layer(&r.info): /* передать пакет сетевому уровню */inc(frame_expected);/* передвинуть нижний край окна получателяs t a t i c void send_data(seq_nr framejir, seqjir frame_expected, packet b u f f e r [ ] )/* подготовить и послать информационный кадр */frame s:/* временная переменная */т.
д. *//* подтверждение для кадра п подразумевает также кадры п - 1. п - 2262Протоколы скользящего окнаГлава 3. Уровень передачи данныхwhile (between(ack_expected, r a c k , next_frame_to_send)) {/* отправить подтверждение вместе с информационным кадром */nbuffered = nbuffered - 1; /* в буфере на один кадр меньше */stop_timer(ack_expected): /* кадр прибыл в целости; остановитьтаймер */inc(ack_expected):}break;case cksum_err: ;break;/* уменьшить окно отправителя *//* плохие кадры просто игнорируются */case timeout: /* время истекло; передать повторно все неподтвержденныекадры */next_frame_to_send = ack_expected: /* номер первого посылаемогоповторно кадра */for (i = 1; i <= nbuffered: i++) {send_data(next_frame_to_send, frame_expected.
buffer); /* переслатьповторно 1 кадр */inc(next_frame_to_send); /* приготовиться к пересылке следующегокадра */}if (nbuffered < MAXJEQ)enabi e j i e t w o r k j ауег ( ) ;elsedisable_network_layer();}Выбор одной из двух приведенных ранее стратегий является вопросом компромисса между пропускной способностью и размером буфера уровня передачиданных.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
