Компьютерные сети. 6-е изд.

Фреймы, находящиеся в окне отправителя, могут быть потеряны или повреждены во время передачи, поэтому их нужно хранить в памяти на случай возможной повторной отправки. Таким образом, если максимальный размер окна равен n, то отправителю потребуется n буферов для хранения неподтвержденных фреймов. Если окно достигает максимального размера, канальный уровень должен отключить сетевой уровень до тех пор, пока не освободится буфер.

Окно принимающего канального уровня соответствует фреймам, которые он может принять. Любой фрейм, попадающий в окно, помещается в буфер получателя. Когда приходит фрейм с порядковым номером, соответствующим нижнему краю окна, он передается на сетевой уровень и окно сдвигается на одну позицию. Любой фрейм, не попадающий в окно, удаляется. В любом случае формируется подтверждение, чтобы отправитель мог понять, как ему действовать

Илл. 3.15. Раздвижное окно размера 1 с 3-битным порядковым номером. (а) Начальная ситуация. (б) После отправки первого фрейма. (в) После приема первого фрейма. (г) После приема первого подтверждения

дальше. Обратите внимание, что если размер окна равен единице, то канальный уровень может принимать фреймы только в установленном порядке, однако при больших размерах окна последовательность может нарушаться. Сетевому уровню, напротив, данные всегда предоставляются в строгом порядке, независимо от размера окна канального уровня.

На илл. 3.15 показан пример для окна с максимальным размером 1. Вначале фреймов в окне нет, поэтому оно пустое и его верхний и нижний края совпадают, однако с течением времени ситуация меняется. В отличие от окна отправителя, окно получателя всегда сохраняет первоначальный размер, сдвигаясь по мере приема и передачи на сетевой уровень очередного фрейма.

3.4.2. Примеры дуплексных протоколов раздвижного окна

Теперь рассмотрим пример простого однобитного протокола раздвижного окна, а также протоколы, способные обеспечить повторную передачу ошибочных фреймов в случае передачи сразу нескольких фреймов.

Однобитное раздвижное окно

Прежде чем рассматривать общий случай, изучим протокол раздвижного окна, равного 1. Такой протокол использует метод ожидания: отослав фрейм, отправитель должен дождаться подтверждения, прежде чем послать следующий фрейм.

Данный протокол показан на илл. 3.16. Как и другие протоколы, он начинается с определения некоторых переменных. Переменная next_frame_to_send содержит номер фрейма, который отправитель пытается послать. Аналогично переменная frame_expected хранит номер фрейма, ожидаемого получателем. В обоих случаях возможными значениями могут быть только 0 и 1.

/* Протокол 4 (раздвижное окно) является дуплексным

#define MAX_SEQ 1                              /* в протоколе 4 должно быть равно 1

typedef enum {frame_arrival, cksum_err, timeout} event_type;

#include "protocol.h"

void protocol4 (void)

{

seq_nr next_frame_to_send;                    /* только 0 или 1 */

seq_nr frame_expected;                        /* только 0 или 1 */

frame r, s;                                   /* временные переменные */

packet buffer;                                /* текущий отправленный пакет */

event_type event;

next_frame_to_send = 0;                       /* номер следующего фрейма в исходящем потоке */

frame_expected = 0;                           /* номер ожидаемого фрейма */

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

s.info = buffer;                              /* подготовить первый фрейм для передачи */

s.seq = next_frame_to_send;                   /* вставить порядковый номер во фрейм */

s.ack = 1 – frame_expected;                   /* подтверждение, вложенное во фрейм данных */

to_physical_layer(&s);                        /* передать фрейм */

start_timer(s.seq);                           /* запустить таймер ожидания подтверждения */

while (true) {

     wait_for_event(&event);                   /* ждать события frame_arrival, cksum_err или timeout */

     if (event == frame_arrival) {             /* фрейм пришел в целости */

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

           if (r.seq == frame_expected) {      /* обработать входящий поток фреймов */

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

                  inc(frame_expected);         /* инвертировать порядковый номер фрейма, ожидаемого в следующий раз */

           }

           if (r.ack == next_frame_to_send) {  /* обработать исходящий поток фреймов */

                  stop_timer(r.ack);           /* остановить таймер */