Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

Первый способ называется возвратом на n (go-back-n) и заключается просто в игнорировании всех кадров, следующих за ошибочным. Для таких кадров подтверждения не посылаются. Эта стратегия соответствует приемному окну размера 1. Другими словами, канальный уровень отказывается принимать какой-либо кадр, кроме кадра со следующим номером, который он должен передать сетевому уровню. Если окно отправителя заполнится раньше, чем истечет период времени 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. Такой подход при высоком уровне ошибок может привести к потере большой доли пропускной способности канала.

На рис. 3.13, б изображен возврат на n 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.).

Другая общая стратегия обработки ошибок при конвейерной передаче кадров, называемая выборочным повтором (selective repeat), заключается в том, что получатель хранит в буфере все правильные кадры, принятые им после неверного или потерянного кадра. При этом неверный кадр отбрасывается. Когда заканчивается время ожидания подтверждения, отправитель отправляет еще раз только самый старый кадр, для которого не пришло подтверждение. Если вторая попытка будет успешной, получатель сможет последовательно передать накопившиеся пакеты сетевому уровню. Выборочный повтор используется, когда размер окна получателя больше 1. Он может потребовать, чтобы канальному уровню получателя было доступно большое количество памяти.

Выборочный повтор часто комбинируется с отправкой получателем «отрицательного подтверждения» (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. 3.13, б кадры 0 и 1 снова принимаются корректно, а кадр 2 теряется. После получения кадра 3 канальный уровень приемника замечает, что один кадр выпал из последовательности. Для кадра 2 отправителю посылается NAK, однако кадр 3 сохраняется в специальном буфере. Далее прибывают кадры 4 и 5, они также буферизируются канальным уровнем вместо передачи на сетевой 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 сетевому уровню. 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.

Листинг 3.6.Протокол скользящего окна с возвратом на n

Листинг 3.6 ( продолжение)

Выбор одной из двух приведенных выше стратегий является вопросом компромисса между эффективным использованием пропускной способности и размером буфера канального уровня. В зависимости от того, что в конкретной ситуации является более критичным, может использоваться тот или иной метод. В листинге 3.6 показан конвейерный протокол, в котором принимающий уровень передачи данных принимает кадры по порядку. Все кадры, следующие за ошибочным, игнорируются. В данном протоколе мы впервые отказались от предположения, что у сетевого уровня всегда есть неограниченное количество пакетов для отсылки. Когда у сетевого уровня появляется пакет, который он хочет отправить, уровень инициирует событие network_layer_ready. Однако чтобы управлять потоком на основе размера окна отправителя и числа неподтвержденных кадров в любой момент времени, канальный уровень должен иметь возможность отключать на время сетевой уровень. Для этой цели служит пара библиотечных процедур — enable_network_layer и disable_network_layer.