ARQ с остановкой и ожиданием

ARQ с остановкой и ожиданием , также называемый протоколом чередующихся битов , представляет собой метод в телекоммуникациях для отправки информации между двумя подключенными устройствами. Это гарантирует, что информация не будет потеряна из-за отброшенных пакетов и что пакеты будут получены в правильном порядке. Это простейший механизм автоматического повторного запроса (ARQ). Отправитель ARQ с остановкой и ожиданием отправляет один кадр за раз; это частный случай общего протокола скользящего окна с размерами окон передачи и приема, равными одному в обоих случаях. После отправки каждого кадра отправитель не отправляет дальнейшие кадры, пока не получит сигнал подтверждения (ACK). После получения действительного кадра получатель отправляет ACK. Если подтверждение не достигает отправителя до определенного времени, известного как тайм-аут, отправитель отправляет тот же кадр еще раз. Обратный отсчет таймаута сбрасывается после каждой передачи кадра. Вышеупомянутое поведение является базовым примером «Остановись и подожди». Однако реальные реализации различаются в зависимости от определенных проблем проектирования.

Обычно передатчик добавляет контрольный номер избыточности в конец каждого кадра. Получатель использует резервный контрольный номер для проверки возможных повреждений. Если получатель видит, что кадр в порядке, он отправляет ACK. Если получатель видит, что кадр поврежден, он отбрасывает его и не отправляет ACK, делая вид, что кадр полностью потерян, а не просто поврежден.

Одна из проблем заключается в том, что подтверждение, отправленное получателем, повреждено или утеряно. В этом случае отправитель не получает ACK, истекает время ожидания и отправляет кадр снова. Теперь получатель имеет две копии одного и того же кадра и не знает, является ли второй кадр дубликатом или следующим кадром последовательности, несущей идентичные ДАННЫЕ.

Другая проблема заключается в том, что среда передачи имеет настолько большую задержку , что тайм-аут отправителя истекает до того, как кадр достигает получателя. В этом случае отправитель повторно отправляет тот же пакет. В конце концов получатель получает две копии одного и того же кадра и отправляет ACK для каждой из них. Отправитель, ожидающий одного ACK, получает два ACK, что может вызвать проблемы, если он предполагает, что второй ACK предназначен для следующего кадра в последовательности.

Чтобы избежать этих проблем, наиболее распространенным решением является определение однобитового порядкового номера в заголовке кадра. Этот порядковый номер меняется (от 0 до 1) в последующих кадрах. Когда получатель отправляет ACK, он включает в себя порядковый номер следующего пакета, который он ожидает. Таким образом, получатель может обнаружить дублированные кадры, проверив, чередуются ли порядковые номера кадров. Если два последующих кадра имеют одинаковый порядковый номер, они являются дубликатами, и второй кадр отбрасывается. Аналогично, если два последующих подтверждения ссылаются на один и тот же порядковый номер, они подтверждают один и тот же кадр.

ARQ с остановкой и ожиданием неэффективен по сравнению с другими ARQ, поскольку время между пакетами, если подтверждение и данные получены успешно, в два раза превышает время передачи (при условии, что время обработки может быть равно нулю). Пропускная способность канала составляет лишь часть того, что могло бы быть. Чтобы решить эту проблему, можно отправлять более одного пакета за раз с большим порядковым номером и использовать один ACK для набора. Это то, что делается в Go-Back-N ARQ и Selective Repeat ARQ .

См. также

Ссылки

Таненбаум, Эндрю С., Компьютерные сети , 4-е изд. ISBN 0-13-066102-3