Содержание
Задание
Виды способов управления ошибками
Метод эхо-контроля
Механизм передачи “бездействие – ЗПР”
Механизм передачи “непрерывная передача – ЗПР”
Описание последовательности передачи кадров в механизме обмена данными “возврат-к-N” при наличии искажений I-кадра и ACK-кадра
Описание временных параметров задержки в канале связи при передаче информации между ПС и ВС
Описание механизма тайм-аута и механизма окна
Механизм тайм-аута
Механизм окна
Расчет эффективности использования пропускной способности канала связи
Исследование зависимости величины эффективности использования канала связи от его пропускной способности
Исследование зависимости величины эффективности канала связи от длины передаваемых пакетов
Нахождение максимальной длины физического канала связи, при которой его эффективность близка к 100%, а коэффициент “а” остается меньше 1
Анализ и определение скорости передачи и длины кадра, при которых эффективность использования канала связи максимальна
Выводы
Исходные данные для расчета:
– тип канала связи: радиоэфир (спутниковая связь), (м/с);
– длина канала связи (м);
– скорость передачи информации (Мбит/сек);
– длина кадра (бит);
– размер окна ;
– вероятность искажения одного бита ;
– режим обмена – “возврат-к-N”.
При передаче информации по каналам связи важным является не только контроль и обнаружение ошибок переданной последовательности битов, но и возможность исправления искаженного кадра или символа. Обычно исправление выполняется исправляющим устройством: когда ошибка обнаружена, оно оповещает отправителя информации об этом, а тот, в свою очередь, посылает новую копию искаженного кадра получателю. Полный цикл обнаружения и исправления ошибок принято называть управлением ошибками.
Существует две основных стратегии управления ошибками: эхо-контроль и автоматический запрос на повторение.
Метод эхо-контроля используется, главным образом, при асинхронной передаче символьно-ориентированной информации, например, от терминала к удаленному компьютеру. Существуют два режима обмена: локальный и удаленный.
В локальном режиме передаваемый символ пересылается компьютеру и одновременно выводится на экран терминала (рис. 1).
В удаленном режиме символ сначала посылается в компьютер, а затем возвращается обратно (отражается как эхо), и только после этого выводится на экран терминала (рис. 2).
Рис. 2
Если возвращенный символ не совпадает с посланным, то пользователь посылает компьютеру управляющий символ (удаление), тем самым извещая компьютер о том, что предыдущий символ был получен им неверно и должен быть игнорирован (рис. 3).
Рис. 3
Как правило, метод эхо-контроля является саморегулирующимся, однако если буферная память удаленного компьютера переполняется, то он перестает отражать символы обратно на экран терминала. Компьютер будет читать символы, а затем их аннулировать. По этой причине используется дополнительный механизм автоматического управления потоком, гарантирующий прекращение посылки символов терминалом до тех пор, пока не будет ликвидировано состояние перегрузки компьютеров.
Этот механизм заключается в том, что компьютер возвращает терминалу специальный символ “-сброшен”, который указывает на необходимость прекращения посылки символов, а после ликвидации состояния загрузки компьютер посылает терминалу парный к символу “-сброшен” символ “-установлен”. Таким образом, давая знать управляющему узлу терминала, что он может возобновить посылку символов (рис. 4).
Рис. 4
Аналогичный механизм используется при взаимодействии компьютера с менее быстродействующими терминалами, например, принтерами. В этом случае поток символов регулирует управляющий узел терминала.
Эхо-контроль требует, по меньшей мере, двукратной пересылки каждого символа при непосредственном участии самого пользователя и, следовательно, относительно неэффективно использует пропускную способность канала связи. Однако вследствие своей простоты эхо-контроль широко применяется во многих системах обмена информацией.
Автоматический запрос на повторение используется в случае, когда пользователь не вовлечен непосредственно в процесс передачи данных, поскольку обмен информацией между двумя узлами оборудования системы осуществляется несколькими методами и автоматически. Общим для всех методов является то, что они требуют возврата лишь небольшого сообщения или кадра, извещающего о правильности или неправильности принятого кадра, а не повторной передаче его копии.
Это особенно важно при кадро-ориентированной передаче, когда пересылаемый кадр может содержать достаточно большое количество байтов или символов. Такое использование схемы извещения ( и -кадры) называется автоматическим запросом на повторение.
В зависимости от объема буферной памяти и пропускной способности канала связи возможны 2 наиболее часто реализуемых режима работы схемы извещения: “бездействие – ЗПР” (послать-и-ждать) и “непрерывная передача – ЗПР”. Последний режим может применять либо стратегию выборочной повторной передачи, либо механизм “возврат-к-N”.
Режим “бездействие – ЗПР” наименее эффективно использует пропускную способность каналов связи. Рассмотрим 3 режима работы этого механизма:
1. При передаче без ошибок.
2. При искажении I-кадра.
3. При искажении ACK-кадра.
Рис. 5
– время задержки при передаче данных (от первой станции ко второй);
– время передачи -кадра;
– время обработки -кадра принимающей станцией;
– время обработки -кадра принимающей станцией.
Во многих случаях передачи данных -кадры передаются одновременно в обоих направлениях, обозначим источник -кадров как ПС, а их приемник – ВС. Для простоты будет рассматриваться только односторонний поток.
В режиме “бездействие – ЗПР” используется следующий порядок обмена кадрами:
1. ПС может иметь только один выделенный -кадр, ожидающий извещения (-кадр).
2. Инициируя пересылку -кадра, ПС запускает таймер.
3. Если ВС получает -кадр или ПС получает -кадр, содержащий ошибки, то эти кадры аннулируются.
4. Получив -кадр, не содержащий ошибок, ВС возвращает ПС кадр .
5. Получив -кадр, не содержащий ошибок, ПС может послать следующий -кадр.
6. Если ПС не получает -кадр в течение некоторого заранее заданного промежутка времени, называемого интервалом тайм-аута, то она вновь посылает ожидающий -кадр.
Эта схема обеспечивает поступление по крайней мере одной правильной копии, пересланной ПС, однако если искажает, а следовательно и аннулирует сам кадр , то возможно, что ВС получит 2 или более копии одного -кадра. Их называют “дубликатор”. ВС хранит идентификатор последнего -кадра, поступившего без ошибок, и аннулирует все вновь поступающие -кадры, если ранее она уже их получала без ошибок (рис. 6).
Рис. 6
Чтобы обеспечить ПС возможность новой синхронизации, ВС в ответ на каждый правильно поступивший кадр посылает -кадр.
Метод “бездействие – ЗПР” неэффективно использует пропускную способность каналов связи, поскольку в лучшем случае полное время ожидания первичной станцией равно:
(1)
Только по истечению этого времени ПС может послать новый -кадр, даже если предшествующий кадр был правильно получен ВС. В наихудшем случае задержка равна интервалу тайм-аута, который для корректной работы механизма всегда должен быть больше . В силу этого некоторые схемы “бездействие – ЗПР” используют дополнительно кадр негативного извещения – -кадр, позволяющий ВС немедленно сообщить о поступлении искаженного -кадра, а не ожидать, пока механизм тайм-аута инициирует посылку новой копии -кадра.
Основным достоинством метода “бездействие – ЗПР” является то, что для него требуется минимальная буферная память, т.к. ПС и ВС должны содержать буферную память только для одного кадра. Для обнаружения дубликатов достаточно хранить запись идентификатора только последнего правильно полученного кадра.
Благодаря минимальным требованиям к памяти механизм “бездействие – ЗПР” широко используется тогда, когда на одном из концов соединения используется сравнительно простые устройства (терминалы или приборы).
При этом механизме звено данных используется значительно эффективнее по сравнению с механизмом “бездействие – ЗПР” за счет повышения требований к объему буферной памяти.
На рис. 7 показана работа этого механизма передачи. Предполагается, что ошибок при передаче кадров нет.
Страницы: 1, 2
