Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

На рис. 6.22 показан путь по проводному и беспроводному каналу, для которого используется эта стратегия. Здесь следует обратить внимание на два аспекта. Во-первых, отправитель не знает о том, что путь содержит беспроводной канал, так как все, что он видит, — это проводной канал, к которому он непосредственно подсоединен. В сети Интернет пути являются гетерогенными, однако не существует универсального способа, позволяющего отправителю определить, из каких каналов состоит путь. Это осложняет проблему контроля перегрузки, поскольку использовать разные протоколы для проводных и беспроводных каналов — очень непростая задача.

Рис. 6.22.Контроль перегрузки для пути, содержащего беспроводной канал

Второй аспект — своего рода загадка. Рисунок иллюстрирует два механизма, основанных на данных о потере пакетов: повторную передачу кадра на канальном уровне и контроль перегрузки на транспортном уровне. Загадка в том, как эти два механизма могут сосуществовать. Ведь потеря пакетов должна приводить в действие только один из механизмов, так как это либо ошибка передачи данных, либо сигнал о перегрузке — но не и то и другое одновременно. Если же начинают работать оба механизма (то есть происходит и повторная передача кадра, и уменьшение скорости передачи), мы возвращаемся к нашей первоначальной проблеме: схема работает слишком медленно для беспроводных каналов. Попробуйте немного поразмышлять над этим вопросом и понять, можете ли вы на него ответить.

Решение загадки заключается в том, что эти механизмы работают в разных временных масштабах. В беспроводных сетях, таких как 802.11, повторные передачи канального уровня происходят через промежутки времени порядка нескольких микросекунд или миллисекунд. Таймеры транспортных протоколов, следящие за потерей пакетов, срабатывают раз в несколько миллисекунд или секунд. Благодаря разнице в три порядка беспроводные каналы успевают обнаружить потерю кадров и решить проблему путем их повторной передачи задолго до того, как об этом узнает транспортная подсистема.

Такая стратегия необходима для нормальной работы большинства транспортных протоколов с большинством беспроводных каналов. Однако существуют ситуации, для которых это решение не подходит. Некоторые беспроводные каналы — например, спутниковые — обладают большой круговой задержкой. В таких случаях требуются другие методы, позволяющие скрыть потерю пакетов, — такие, как FEC( Forward Error Correction— упреждающая коррекция ошибок); или же транспортный протокол должен использовать сигналы без потерь для контроля перегрузки.

Вторая проблема, связанная с контролем перегрузки в беспроводных каналах, — переменная пропускная способность. Это значит, что пропускная способность беспроводного канала меняется со временем, причем иногда скачкообразно, при перемещении узлов и изменении соотношения сигнал/шум; в проводных каналах пропускная способность является постоянной. В результате транспортный протокол вынужден адаптироваться к изменениям пропускной способности беспроводного канала. В противном случае либо произойдет перегрузка сети, либо мощность канала будет использоваться не полностью.

Одно из возможных решений — просто не задумываться об этом. Алгоритмы контроля перегрузки должны и так хорошо работать в случае добавления новых пользователей или изменения скоростей отправки пакетов. Несмотря на то что пропускная способность проводного канала является фиксированной, для каждого отдельного пользователя меняющееся поведение других пользователей выглядит как колебание доступной пропускной способности. Поэтому для пути, содержащего беспроводной канал 802.11, можно просто использовать протокол TCP и добиться при этом хорошей производительности.

Однако при высокой нестабильности беспроводного канала транспортные протоколы, разработанные для проводных соединений, могут не успевать следить за изменениями, в результате чего производительность существенно снижается. В таком случае требуется специальный транспортный протокол, разработанный для беспроводных каналов. Особый интерес представляет разработка такого протокола для беспроводной ячеистой сети с множественными пересекающимися беспроводными каналами и мобильными маршрутизаторами и, конечно же, с большой потерей пакетов. Исследования в этой области продолжаются. Пример транспортного протокола для беспроводных каналов можно найти в книге (Li и др., 2009).