Sieci komputerowe -Sterownie przepływem w WŁD i w WT -WŁD: Sterowanie punkt-punkt p2p -WT: Sterowanie end-end e2e Józef Woźniak Katedra Teleinformatyki WETI PG
OSI Model Niezawodne integralne dostarczanie, error recovery, congestion control, sterowanie przepływem e2e Addressing, medium access, error control, Sterowanie przepływem - p2p End System Application Presentation Session Transport Network Data link Physical Application-specific exchange of messages Routing, segmentation and reassembly, network-wide addressing Voltage swing, bit duration, connector type, etc.
Sieci komputerowe -Sterownie przepływem w WŁD (Protokoły ARQ Wprowadzenie) -Sterowanie punkt-punkt Józef Woźniak/ Krzysztof Nowicki Katedra Teleinformatyki WETI PG
Model of the data link between the sender and receiver Wykrywanie błędów nie jest wystarczające do zapewnienia niezawodnego transferu. Mechanizm ten nie zapobiega utracie ramek lub pojawianiu się ich duplikatów. Mechanizmy Data Link Control (DLC) zapewnić mają niezawodny transfer.
Funkcje Protokoły warstwy łącza danych Zapewnienie właściwie zdefiniowanego styku z warstwą sieciową oraz świadczenie usług dla tej warstwy, Określenie zasad grupowania bitów odbieranych z warstwy fizycznej w ramki oraz sposobu tworzenia ramek przy ich nadawaniu, Nadzór nad poprawnością transmisji ramek przesyłanych przez zaszumione kanały cyfrowe, Zarządzanie dostępem do kanału, Sterowanie przepływem ramek, w celu zapobiegania zalewaniu stacji odbiorczej nadmierną ilością ramek nadawanych, eliminacja duplikatów, jednoznaczna interpretacja napływających ramek.
Sterowanie przepływem Komunikacja asynchroniczna sekwencja znaków synchronizacji Powtarzanie ramek odebranych z błędami pola zabezpieczeń kodowych Integralność danych numerowanie ramek (pola sterującokontrolne)
Protokoły ARQ Przyjęte procedury wykrywania bądź korekcji błędów oraz odtwarzania zniekształconych bądź utraconych ramek: Technika ARQ (Automatic Repeat request), która wiąże wykrywanie błędów z automatyczną retransmisją ramek Typy powiadomień: specjalne ramki ACK, NAK lub powiadomienia wtrącone jako część pola kontrolno-sterującego ramki informacyjnej przesyłanej w kierunku przeciwnym (ang. piggybacked) Unikanie zakleszczeń (ang. deadlock) time outy, systemowe zegary wewnętrzne
Protokoły ARQ Protokoły ARQ zbiór procedur, które zapewniają bezbłędne przesłanie ramek poprzez retransmisję co najmniej tych, w których zostały wykryte błędy
Protokoły ARQ Zasady działania protokołów ARQ
NACK nie są wymagane, ramki ACK nie wymagają numerowania Prześlij i czekaj (Send & Wait stop&wait)) Nadawca DLC przesyła ramkę (wystarczy numeracja o -1 ) i następnie czeka na ACK
Send & Wait Wykorzystanie łącza w S&W jest zwykle niewielkie: (a = opóźnienie propagacyjne, czas transmisji ramki = 1)
Protokoły ARQ Protokół Send-and-Wait
Send & Wait Długość łącza w bitach = liczba bitów, które mogą zajmować łącze: R (d/v ), gdzie: R szybkość transmisji w [b/s], d - długość łącza w [m], a V - szybkość propagacji w [m/s]. Długość łącza w ramkach (l) = liczba ramek możliwych do jednoczesnej transmisji w łączu (przy danym opóźnieniu propagacyjnym) Wykorzystanie łącza: u = 1 / (2l+1)
Protokoły ARQ Protokoły okienkowe - cecha charakterystyczna możliwość nadawania pewnej liczby N>1 ramek do chwili wstrzymania transmisji i oczekiwania na odbiór powiadomień ACK o najwcześniej przesłanych ramkach - We wszytkich protokołach z tzw. przesuwającym się oknem (ang. Sliding window protocols), każda nadawana ramka informacyjna jest numerowana od 0 do pewnej maksymalnej wielkości Smax=2^n-1 - Okienko nadawcze (ramki wysłane lecz nie powiadomione pozytywnie) i odbiorcze (reprezentuje ramki, które stacja
Protokół GBN Protokoły ARQ
Protokoły ARQ Protokół GBN - zakładamy, że okienko nadawcze i odbiorcze mają różne wymiary, przy czym Wn>=1, a Wo=1 - w momencie wysłania ramki uruchamiany jest zegar odliczający czas oczekiwania na nadejście powiadomienia ACK (time-out) - brak powiadomienia w przedziale time-out-u oznacza konieczność retransmisji ramki
Protokół SARQ Protokoły ARQ
Protokół SR Protokoły ARQ - zakładamy, że oba okienka mają jednakowe wymiary Wn=Wo=W > 1 - Konieczność wydzielenia większych pojemności pamięci buforowych w stacji odbiorczej (w porównaniu z GBN) => mniejsza popularność
Sliding Window Nadawca i odbiorca WŁD definiują aktualne rozmiary okien (windows) odpowiadające sekwencjom ramek Ramki są nadawane i buforowane jedynie w przypadku ich zgodności z numeracją wewnątrz okna
Okno zamyka się do zera gdy przekaz ramek RR (Receiver Ready) jest wstrzymany Wymagane nowe ACK dla kontynuowania transmisji. Sliding Window Dla Go-back-n, RW = 1 (buforuje wyłącznie ramki LR+1) Dla Selective-Reject, SW = RW, uzgodnione przez S (nadawcę) &R(odbiorcę)
Go-back-n Poprawia wykorzystanie łącza (w stosunku do S&W), WŁD w odbiorniku prosta (brak buforowania)
Protokoły ARQ Porównanie przykładowych parametrów podstawowych protokołów ARQ Protokół Wymagana wielkość pamięci buforowej (w ramkach) Stacja nadawcza Stacja odbiorcza Konieczność odtwarzania kolejności napływających ramek Złożoność algorytmu S -W 1 1 nie istnieje mała GBN N 1 nie istnieje średnia SR N N istnieje duża
Protokoły ARQ Efektywność
Protokoły ARQ Efektywność