Протокол с возвратом на n.

До сих пор мы молчаливо подразумевали, что время, необходимое на распространение кадра от отправителя до получателя, и время, необходимое на распространение подтверждения от получателя до отправителя, пренебрежимо мало. Иногда это предположение является совершенно неверным. В таких ситуациях большое время прохождения кадров по сети может значительно снижать эффективность использования пропускной способности канала. В качестве примера рассмотрим спутниковый канал связи с пропускной способностью 50 кбит/с и временем, требуемым для прохождения сигнала в оба конца, равным 500 мс. Попытаемся использовать протокол 4 для пересылки кадров размером в 1000 бит через спутник. В момент времени t = 0 отправитель начинает посылать первый кадр. В момент времени t = 20 мс кадр полностью послан. В момент времени t = 270 мс получатель принял кадр полностью и отправил обратно подтверждение. И только через 520 мс после начала передачи кадра подтверждение получено отправителем. В данном случае еще предполагается, что приемник не тратит времени на обработку принятого кадра, при этом подтверждение такое короткое, что временем его передачи и приема можно пренебречь. Тем не менее из 520 мс передатчик работал только 20 мс, а 500 мс ожидал подтверждения. Таким образом, использовалось лишь 4 % от пропускной способности канала. Очевидно, что сочетание большого времени прохождения сигнала, высокой пропускной способности и коротких кадров совершенно неприемлемо с точки зрения эффективности.

Описанная выше проблема является следствием правила, требовавшего отправителю дожидаться подтверждения, прежде чем посылать следующий кадр. Смягчив это требование, можно значительно повысить эффективность. Решение проблемы заключается в разрешении отправителю послать не один кадр, а несколько, например w, прежде чем остановиться и перейти в режим ожидания подтверждений. Можно подобрать число w так, чтобы отправитель мог безостановочно посылать кадры. В приведенном выше примере w должно быть равно, по меньшей мере, 26. Отправитель начинает, как и ранее, с передачи кадра 0. К тому моменту, когда он закончит отправку 26 кадров в момент времени t = 520 мс, как раз прибудет подтверждение кадра 0. Затем подтверждения станут прибывать каждые 20 мс, таким образом, отправитель будет получать разрешения на передачу следующего кадра как раз вовремя. В любой момент времени у отправителя будет не более 26 неподтвержденных кадров, и, следовательно, достаточно будет окна размером 26.

Такая техника называется конвейерной обработкой. Если пропускная способность канала равна b бит/с, размер кадра равен l бит, то время передачи одного кадра составит l/b с. Пусть время прохождения сигнала по каналу в оба конца равно R секунд. В протоколе с ожиданием линия занята в течение l/b с и свободна в течение R с, что дает коэффициент эффективности использования линии равный l/(l + bR). При l < bR эффективность использования линии будет менее 50 %. Конвейерный режим может использоваться для загрузки избежания простаивания линии, если время прохождения сигнала значительно по сравнению со временем самой передачи. Если же задержка распространения сигнала мала, дополнительное усложнение протокола не является оправданным.

При конвейерном режиме передачи кадров по ненадежному каналу возникает ряд серьезных проблем. Во-первых, что произойдет, если повредится или потеряется кадр в середине длинного потока? Большое количество последующих кадров прибудет к получателю прежде, чем отправитель обнаружит, что произошла ошибка. Когда поврежденный кадр приходит получателю, он, конечно, должен быть отвергнут, однако что должен делать получатель со всеми правильными последующими кадрами? Как уже упоминалось, получающий уровень передачи данных обязан передавать пакеты сетевому уровню, соблюдая строгий порядок.

 

 

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: