Обнаружение и исправление ошибок

Канальный уровень должен обнаруживать ошибки передачи данных, свя- занные с искажением бит в принятом кадре данных или с потерей кадра, и по возможности их корректировать. Для обнаружения и исправления возможных ошибок применяется избыточное кодирование.

Существует два вида введения избыточности:

• Кодовая избыточность – сам метод кодирования подразумевает внесе- ния избыточности посредством проверочных символов.

• Избыточность повторений – при приеме неправильного блока посыла- ется запрос на его повторение, либо принятие решений осуществляется мажо-

ритарным методом (2 из 3, 3 из 5, и т.п.).

Обычно используют сочетания двух видов избыточности. Например, при кодировании сообщения в него вносится кодовая избыточность, которая ис- пользуется для обнаружения ошибок. При их обнаружении на приемной сто- роне через канал обратной связи производится запрос на повторение передава- емого блока.

Все зависит от конкретных условий (характеристик КС, метода передачи, метода (его реализации) введения избыточности).

При симплексной передаче – постоянная избыточность (кодирование с исправлением ошибок, повторение фиксированное число раз и мажоритарный прием, совместное использование избыточного кодирования и повторения).

При дуплексе и полудуплексе – возможность использования переменной избыточности – сочетания кодирования и повторений.

При передаче данных используется бит четности – вертикальный кон- троль (vertical redundancy control, VRC). Семь битов байта дополняются вось- мым с тем, чтобы сумма битов байта по модулю два была 0 либо 1.

Используется также горизонтальный контроль, когда суммируются по модулю два определенные биты различных байтов, а результат записывается на соответствующую позицию в специальном (контрольном) байте – продольный контроль (LRC – longitudinal redundancy control).

Кодирование VRC/LRC называется геометрическим кодированием.

Когда идет блоковая передача, то используется так называемая контроль- ная сумма (остаток R от деления суммы значений кодовых комбинаций, ис- пользуемых в блоке, на 255).

 

Этот остаток приписывается к концу блока. На приемной стороне произ- водится вычисление контрольной суммы по принятым байтам информационной части блока и сравнение контрольных сумм.

Такой механизм защиты может обнаружить до 97% случайных ошибок.

В сетях при синхронной передаче используется помехоустойчивое коди- рование циклическим кодом (cyclic redundancy check, CRC).

Большая часть протоколов канального уровня выполняет только первую задачу – обнаружение ошибок, считая, что корректировать ошибки, то есть по- вторно передавать данные, содержавшие искаженную информацию, должны протоколы верхних уровней. Так работают, например протоколы локальных се- тей Ethernet, Token Ring, FDDI. В этих сетях искажения и потери кадров явля- ются очень редкими событиями, в условиях надежной работы сети предусмат- ривать процедуры устранения ошибок являлось бы избыточным.

Напротив, если в сети искажения и потери случаются часто, то желатель- но уже на канальном уровне использовать протокол с коррекцией ошибок, а не оставлять эту работу протоколам верхних уровней. Протоколы верхних уров- ней, например транспортного или прикладного, работая с большими тайм- аутами, восстановят потерянные данные с большой задержкой. Поэтому суще- ствуют протоколы канального уровня, например LLC2 или LAP-B, которые са- мостоятельно решают задачу восстановления искаженных или потерянных кад- ров (см гл. 3).

Не следует считать, что один протокол лучше другого потому, что один восстанавливает ошибочные кадры, а другой – нет. Каждый протокол должен работать в тех условиях, для которых он разработан.