Компьютерные сети. 6-е изд.

Как и в протоколе 1, в начале цикла отправитель извлекает пакет с сетевого уровня, формирует из него фрейм и отправляет фрейм по линии связи. Отличие в том, что теперь он должен ждать получения фрейма с подтверждением, прежде чем запустить новую итерацию цикла и обратиться к сетевому уровню за следующим пакетом. В данной модели канальный уровень отправителя даже не просматривает входящий фрейм, поскольку он всегда означает только одно: подтверждение.

Единственное отличие между процедурами receiver2 и receiver1 состоит в том, что после передачи пакета сетевому уровню receiver2 посылает подтверждение обратно отправителю, после чего идет на следующую итерацию цикла. Поскольку для отправителя важно само прибытие ответного фрейма, а не его содержание, то получателю не нужно заполнять его специальной информацией.

Добавляем исправление ошибок: порядковые номера и протокол ARQ

Теперь рассмотрим реальную ситуацию: канал связи, в котором могут быть ошибки. Фреймы могут либо повреждаться, либо теряться. Однако мы будем считать, что если фрейм был изменен при передаче, то аппаратное обеспечение целевого устройства определит это, подсчитав контрольную сумму. Если фрейм поврежден таким образом, что контрольная сумма сходится (что очень маловероятно), то этот и любой другой протокол могут дать сбой, то есть отправить на сетевой уровень пакет с ошибками.

/* Протокол 2 (с ожиданием) также обеспечивает только одностороннюю передачу данных, от отправителя к получателю. Снова предполагается, что в канале связи нет ошибок. Однако на этот раз емкость буфера получателя ограниченна и, кроме того, ограниченна скорость обработки данных получателем. Поэтому протокол должен не допускать отправления данных быстрее, чем получатель способен их обработать. */

typedef enum {frame_arrival} event_type;

#include “protocol.h”

void sender2(void)

{

frame s;                         /* буфер для исходящего фрейма */

packet buffer;                   /* буфер для исходящего пакета */

event_type event;                /* frame_arrival является единственным возможным событием */

while (true) {

    from_network_layer(&buffer); /* получить у сетевого уровня пакет для передачи */

    s.info = buffer;             /* скопировать его во фрейм s для передачи */

    to_physical_layer(&s);       /* отправка фрейма */

    wait_for_event(&event);      /* не продолжать, пока на это не будет получено разрешения */

}

}

void receiver2(void)

{

frame r, s;                     /* буферы для фреймов */

event_type event;               /* frame_arrival является единственным возможным событием */

while (true) {

     wait_for_event(&event);     /* единственная возможность — прибытие фрейма (событие frame_arrival) */

     from_physical_layer(&r);    /* получить входящий фрейм */

     to_network_layer(&r.info);  /* передать данные сетевому уровню */

     to_physical_layer(&s);      /* передать пустой фрейм, чтобы «разбудить» отправителя */

}

}

Илл. 3.13. Симплексный протокол с ожиданием и остановкой

На первый взгляд может показаться, что можно улучшить протокол 2, добавив таймер. Получатель будет возвращать подтверждение только в случае получения правильных данных. Неверные пакеты будут просто игнорироваться. Через некоторое время у отправителя истечет интервал времени и он отправит фрейм еще раз. Этот процесс будет повторяться до тех пор, пока фрейм наконец не прибудет в целости.

В приведенной выше схеме имеется один критический недостаток. Прежде чем читать дальше, попытайтесь понять, что же неверно в данном варианте протокола.

Чтобы разобраться, что может пойти не так, вспомните, что цель канального уровня заключается в предоставлении безошибочной прозрачной связи между двумя процессами сетевого уровня. Сетевой уровень устройства A передает серию пакетов своему канальному уровню, который должен обеспечить доставку идентичной серии пакетов сетевому уровню устройства B его канальным уровнем. В частности, сетевой уровень B не может распознать потерю или дублирование пакета, поэтому канальный уровень должен гарантировать, что повтора не произойдет ни при каких обстоятельствах.

Рассмотрим следующий сценарий.