Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

3. У канального уровня машины A внезапно истекает отведенный интервал времени. Не получив подтверждения, он предполагает, что посланный им кадр с данными был поврежден или потерян, и посылает этот кадр еще раз.

4. Дубликат кадра в целости прибывает на канальный уровень машины B и передается на сетевой уровень. Если машина A посылала на машину B файл, то часть этого файла продублировалась, таким образом, копия файла на машине B будет неверной. Другими словами, протокол допустил ошибку.

Понятно, что необходим некий механизм, с помощью которого получатель смог бы отличать новый кадр от переданного повторно. Наиболее очевидным способом решения данной проблемы является помещение отправителем порядкового номера кадра в заголовке кадра. Тогда по номеру кадра получатель сможет понять, новый это кадр или дубликат.

Поскольку протокол должен быть нейтральным и эффективным, отводить в кадре много места под заголовок нежелательно. Возникает вопрос: каково минимальное количество бит, достаточное для порядкового номера кадра? В заголовке можно выделить 1 бит, несколько бит, 1 байт или несколько байт. Важно, чтобы порядковые номера были достаточно большими для правильной работы протокола, или же от протокола будет мало толку.

Единственная неопределенность в данном протоколе может возникнуть между кадром m и следующим за ним кадром m + 1. Если кадр m потерян или поврежден, получатель не подтвердит его, и отправитель пошлет его еще раз. Когда он будет успешно принят, получатель пошлет отправителю подтверждение. Именно здесь находится источник потенциальной проблемы. В зависимости от того, будет получено подтверждение или нет, отправитель может послать кадр m или кадр m + 1.

На стороне отправителя событием, запускающим передачу кадра m + 1, является прибытие подтверждения получения кадра m. Но это означает, что кадр m - 1 уже был отправлен и подтверждение его получения было отправлено и получено. В противном случае протокол не стал бы посылать новый кадр. Следовательно, неопределенность может возникнуть только между двумя соседними кадрами.

Таким образом, должно быть достаточно всего одного бита информации (со значением 0 или 1). В каждый момент времени получатель будет ожидать прибытия кадра

с определенным порядковым номером. Кадр с верным номером принимается, передается сетевому уровню, затем отправляется подтверждение его получения. Номер следующего ожидаемого кадра увеличивается по модулю 2 (то есть 0 становится 1, а 1 — 0). Кадр с неверным номером отбрасывается как дубликат. Однако последнее подтверждение повторяется, чтобы сообщить отправителю, что кадр получен полностью.

Пример подобного протокола приведен в листинге 3.4. Протоколы, в которых отправитель ожидает положительного подтверждения, прежде чем перейти к пересылке следующего кадра, часто называются PAR( Positive Acknowledgement with Retransmission— положительное подтверждение с повторной передачей) или ARQ ( Automatic Repeat reQuest— автоматический запрос повторной передачи). Подобно протоколу 2, он также передает данные только в одном направлении.

Листинг 3.4.Протокол с положительным подтверждением и повторной передачей

/* Протокол 3 (PAR) обеспечивает симплексную передачу данных по ненадежному каналу. */

Листинг 3.4 (продолжение)

Протокол 3 отличается от своих предшественников тем, что и отправитель, и получатель запоминают номера кадров. Отправитель запоминает номер следующего кадра в переменной next_frame_to_send, а получатель запоминает порядковый номер следующего ожидаемого кадра в переменной frame_expected. Перед бесконечным циклом в каждой процедуре размещена короткая фаза инициализации.

Передав кадр, отправитель запускает таймер. Если он уже был запущен, он настраивается на отсчет нового полного интервала времени. Период выбирается достаточно большим, чтобы даже в худшей ситуации кадр успел дойти до получателя, получатель успел его обработать и подтверждение успело вернуться к отправителю. Только по истечении отведенного времени можно утверждать, что потерялся кадр или его подтверждение, а значит, необходимо послать дубликат. Если время, после которого наступает тайм-аут, сделать слишком коротким, то передающая машина будет повторно посылать слишком много кадров, в которых нет необходимости. Хотя лишние кадры в данном случае не повлияют на правильность приема данных, они повлияют на производительность системы.