Методы восстановления искаженных и потерянных кадров

Коррекция ошибок основана на повторной передаче кадра данных в том случае, если кадр теряется и не доходит до адресата или приемник обнаружил в нем искажение информации. Отправитель нумерует отправляемые кадры и для каждого кадра ожидает от приемника так называемой положительной квитан- ции – служебного кадра, извещающего о том, что исходный кадр был получен и данные в нем оказались корректными. Время этого ожидания ограничено – при отправке каждого кадра передатчик запускает таймер. Если по истечении тай- мера положительная квитанция на получена, кадр считается утерянным. При- емник в случае получения кадра с искаженными данными может отправить от- рицательную квитанцию – явное указание на то, что данный кадр нужно пере- дать повторно.

Существуют два подхода к организации процесса обмена квитанциями: с простоями и с организацией «окна».

Метод с простоями (Idle Source) требует, чтобы источник, пославший кадр, ожидал получения квитанций (положительной или отрицательной) от приемника и только после этого посылал следующий кадр (или повторял иска- женный). Если же квитанция не приходит в течение тайм-аута, то кадр считает- ся утерянным и его передача повторяется. При этом методе производитель-

 

ность обмена данными существенно снижается – хотя передатчик и мог бы по- слать следующий кадр сразу же после отправки предыдущего, он обязан ждать прихода квитанции. Снижение производительности этого метода коррекции особенно заметно в низкоскоростных территориальных сетях.

Второй метод называется методом скользящего окна (sliding window). В этом методе для повышения коэффициента использования линии источнику разрешается передать некоторое количество кадров в непрерывном режиме, то есть в максимально возможном для источника темпе, без получения на эти кад- ры положительных ответных квитанций. Количество W кадров, которые разре- шается передавать таким образом, называется размером окна.

Метод скользящего окна более сложен в реализации, чем метод с просто- ями, так как передатчик должен хранить в буфере все кадры, на которые пока не получены положительные квитанции. Кроме того, требуется отслеживать несколько параметров алгоритма: размер окна W, номер кадра, на который по- лучена квитанция, номер кадра, который еще можно передать до получения но- вой квитанции.

Некоторые методы используют отрицательные квитанции. Отрицатель- ные квитанции бывают двух типов – групповые и избирательные. Групповая квитанция содержит номер кадра, начиная с которого нужно повторить переда- чу всех кадров, отправленных передатчиком в сеть. Избирательная отрицатель- ная квитанция требует повторной передачи только одного кадра.

Метод скользящего окна реализован во многих протоколах: LLC2, LAP- B, X.25, TCP.

Метод с простоями является частным случаем метода скользящего окна, когда размер окна равен единице.

Повторная передача с использованием квитанции относится к классу про- токолов с решающей обратной связью (РОС).

Существуют три основных варианта РОС:

• с ожиданием (РОС-ОЖ),

• с повторной передачей последовательности (РОС-ПП),

• с адресным переспросом (РОС-АП).

Варианты отличаются объемом дополнительной служебной информации

в кадре, временем ожидания повторной передачи и расходом буферной памяти. В качестве отличительных признаков отдельных кадров может использо-

ваться их циклическая нумерация по mod M (по модулю М), где M, как правило, равно 8 или 128).

Наличие нумерации кадров позволяет при любом варианте РОС исполь- зовать квитанции в виде номера очередного ожидаемого кадра.

При этом допускается передавать кадры с номерами, превышающими номер в последней квитанции, но не более некоторого количества кадров, соот- ветствующего размеру так называемого «окна».

Длина информационной части кадра и размер окна являются основными управляемыми количественными параметрами протоколов канального уровня.

 

Для выявления аварийных ситуаций потери квитанций задается тайм- аут, после истечения которого автоматически принимается решение о повтор- ной передаче.

Выбор тайм-аута зависит не от надежности сети, а от задержек передачи кадров сетью.

Во многих реализациях метода скользящего окна величина окна и тайм- аут выбираются адаптивно, в зависимости от текущего состояния сети.

Для управления передачей применяются синхронные бит-ориенти- рованные протоколы. Наиболее распространенный HDLC (High-level Data Link Control).