Листок)Асинхронная и синхронная передача. Форматы сообщений

Различают синхр. и асинхр. форматы сообщ-й.

Асинхр. формат сообщ-й имеет след вид:

Поле «СТОП» для дообработки инфо (как бы быть готовым)

Поле «СТАРТ» подготавливает приёмник к приёму (освобождает буфер и подготавливает ресурсы).

Синхр. формат имеет вид:

Чем длиннее посылка, тем больше вероятность ошибок, поэтому длину посылки сокращают.

Данные, к-рые передаются по сети ЭВМ, обычно содержат как min пять частей:

-- синхробайты;

-- управляющее поле, к-рое реализует протокол, т.е. управляет продвижением данных по сети;

-- данные идентификации (min идентификации приемника или передатчика);

-- данные пользователя (данные прикладного процесса);

-- эл-т контроля ошибок передачи, называемый полем контроля ошибок.

(4 лист) Назначение порядкового номера можно понять из след.примера передачи данных. Трафик можно потерять в сети из-за его сложного состава, логических проблем (необнаруж.ошибок) или неисправности компонент. Данные можно также потерять из-за того, что кадр по пути искажается.. Кадр с ACK 1 может быть искажен так сильно, что узел принимает <шум> в линии и трафик невозможно расшифровать.

В таком случае узел берет тайм-аут. Тайм-аут означает, передающий данные узел, не получив в течение опред.времени ответа на свою передачу, повторно передает данные. Если для идентиф-ции дублирующего трафика не существовал порядк.номер, принимающий мог бы и не обнаружить дублирующий кадр. Однако данный узел ожидает другой порядк.номер 0. Следовательно, он отбрасывает дублирующие данные и повторно передает ACK 1, завершая квитирование.

^ Непрерывный автоматический запрос на повторение (скользящие окна).

Метод непрер.автоматич.запроса на повторение (ARQ) -пример опросной системы первич./вторич. Станции разрешено запрашивать автоматически др.станцию и повторно произвести передачу данных. Этот подход может использ-ть полнодупл.передачу. Поск-ку непрерыв. ARQ имеет ряд преимущ-в по сравн. с полудупл.системой остановки и ожид-я, этот метод нашел широк.промышл.примен-е в послед.неск-ко лет.

Устр-ва, реализующие метод, используют понятия передающих и принимающих окон. Окно устанавл-ся на кажд.конце канала связи, чтобы обеспечить резервир-е ресурсов обоих устр-в ООД. В больш-ве случаев окно обеспеч-т и буфер.простр-во, и правила нумерации (сообщ-й). Окно устанавл-ся во время иницииров-я сеанса связи (handshake) м/у устр-вами ООД.

‑­

(5 лист) Скользящие окна продолжение

Окна в приним. и перед. узлах управл-ся переменными сост-я, к-рые представляют по сути сост-е счетчика. Перед.узел поддерж-т переменную сост-я посылки П(Пос). Это № след.кадра, к-рый д.б. передан. Приним.узел поддерж-т переменную сост-я приема П(Пр), к-рая содержит номер, к-рый, как ожидается, явл-ся № след.кадра. П(Пос) увелич-ся на 1 при передаче кажд.кадра и помещ-ся в поле № посылки кадра.

Получив кадр, приним.узел производит проверку наличия ошибок передачи и сравнивает № со своим П(Пр). Если кадр может быть принят, узел увелич-т П(Пр) на 1, помещает его в поле № приема кадра подтвержд-я ACK и посылает этот кадр в узел-отправитель, завершая квитирование передачи.

Если П(Пр) не равен № посылки в кадре или обнаружена ошибка, значит, что-то произошло, и после тайм-аута в узел-отправитель посылается MAK [с № приема, содержащим знач-е П(Пр) ]. Передатчик восстан-т старое значение П(Пос) и повторяет передачу кадра, № к-рого совпадает со знач-ем П(Пос).

Во многих системах для П(Пос) и П(Пр) у порядк.номеров в кадре использ-ся числа 0-7. Использ-е номеров 0-7 позволяет семи кадрам быть в активном состоянии, прежде чем <закроется> окно. Размер окна явл-ся важным параметром. Чем больше окно, тем больше число кадров м.б. передано без ответ.реакции от приемника. Но увеличение размера окна означает, что приемник должен выделить больше ресурсов и больше буфер.памяти для обработки поступающих сообщ-й.

Концепции скользящих окон явл-ся относ-но простыми, и все же следует иметь в виду, что в рамках системы первичный/вторичный на первич.устр-во ООД возложены задачи обеспеч-я м/у ним и всеми подчин.узлами эфф.передачи д-х, управления потоками д-х и уменьш-я времени ответа.

Протоколы непрерыв. ARQ при использ-и окна на семь кадров требуют хотя бы трех битов для обеспеч-я операций управл-я окном и нумерации кадров. Для этих систем нумерация кадров необходима, т.к. в канале одноврем. м.б. более одного актив.кадра.

(6 лист) Скользящие окна продолжение

Поэтому приемник должен уведомлять передатчик о каждом конкрет.кадре положит.подтвержд-ем (ACK) или отриц.(NAK). Подтвержд-е производится с использ-ем порядк.номеров. Н-р, если перед.узел посылает приемнику кадры 1, 2 и 3, требуется, чтобы приемник уведомил с помощью кадров ACK и NAK, какие кадры были приняты правильно или неправильно.

В этом отношении системы, реализующие метод непрерыв. ARQ, имеют ряд заметных преимуществ по сравн. с системами остановки и ожидания. Одно из преимуществ наз-ся включающим подтверждением приема. В вышепривед.примере приемник мог бы послать ACK с номером 5. Кадры ACK с номерами 1, 2, 3 и 4 не передаются. ACK с номером 5 означает: <Я получил все кадры, включая кадр с номером 4 и подтверждаю это; след.ожидаемый кадр должен иметь номер 5 в поле № посылки>. Т.о. протоколы непрерыв. ARQ с включающим подтвержд-ем могут значительно уменьшить накладные расходы, связанные с подтвержд-ями. В этом примере один ACK подтверждает 4 кадра, что значительно лучше, чем в системах с остановкой и ожиданием, где ACK требуется для каждой передачи.

Протоколы непрерыв. ARQ с опросом широко использ-ся в глобал.сетях. След-но, контроль ошибок явл-ся важной особен-тью этих систем. Значит.часть логики протокола непрерыв. ARQ с опросом посвящена обнаруж-ю и диагностир-ю ошибок. Непрерыв. ARQ использует один из двух методов обнаруж-я и повтор.передачи искаж.данных. 1й метод - Выборочное повторение (Selective Repeat) требует повторной передачи только сообщ-я, в к-ром были обнаружены ошибки (лучшее использ-е канала). 2й метод - Возвращение-на-N кадров (Go-Back-N) требует, чтобы были повторно переданы не только искаж.данные, но также и все кадры, к-рые были переданы после них (не требует постановки кадров в очередь и переупорядочения кадров в узле-приемнике, но пропуск.способ-ть сниж-ся).

^ 12. Запрос передачи/разрешение передачи. Xon/Xoff.

Запрос передачи/разрешение передачи (RTS/CTS) относится к системам первичной/вторичной без опроса и считается довольно низкоуровневым подходом к протоколам и передаче данных. Тем не менее, он находит широкое применение вследствие того, что взаимоувязан с весьма распространенным физическим интерфейсом RS-232-C, и того, что он поддерживается этим интерфейсом. Применяется при взаимодействиях на близких расстояниях. Устройства могут управлять передачей данных м/у ними, повышая и понижая уровень сигнала RTS/CTS в канале RS-232-C (повышение уровня – разрешение передачи, понижение - запрет). Типичная реализация этого метода заключается в подсоединении терминала к обычному мультиплексору.

Xon/Xoff.

Еще одним широко используемым методом типа первичный/вторичный без опроса является Xon/Xoff. Xon является знаком кода ANSI/IA5. Знак Xon обычно реализуется с помощью DC1. Знак Xoff, также являющийся знаком ANSI/IA5, представляется с помощью DC3. Периферийные устройства (печатающие устройства, графические терминалы или графопостроители) могут использовать метод Xon/Xoff для управления трафиком, входящим в них. Главная или первичная станция (обычно ЭВМ) посылает данные в удаленный периферийный узел, к-рый печатает или представляет графические данные на выходном носителе. Т.к. графопостроитель или печатающее устройство обладает малой скоростью по сравн. со скоростью передачи данных каналом и скоростью передачи ЭВМ, их буфера могут переполняться. След-но, чтобы избежать переполн-я, устр-во передает обратно ЭВМ сигнал Xoff, к-рый означает прекращение Передачи или <Передача выключена>.

Получив Xoff, ЭВМ прекращает передачу. Она сохраняет любые данные до тех пор, пока не получит сигнал Хоn. Это означает, что периферийное устройство теперь свободно (например, его буфера теперь очищены) и готово принять новые данные.

«+»: подход Xon/Xoff является весьма простым;

«-»: он является довольно низкоуровневым.

^ 13. Классификация протоколов передачи данных Множественный доступ с временным разделением [TDMA]. Мультиплексная передача с временным разделением (TDM), или слот.

Более уточненным подходом к реализации систем первичный/вторичный без опроса является множественный доступ с временным разделением (TDMA). Этот метод является дальнейшим развитием метода мультиплексной передачи с временным разделением (TDM).

На главную (эталонную) станцию возложена функция приема запросов от вторичных станций, что является признаком того, что вторичная станция хочет использовать канал. Запросы посылаются как часть текущих сообщений в специальном управляющем поле. Периодически эталонная станция передает управляющий кадр, определяющий, какие станции могут использовать канал в течение заданного периода времени. Получив разрешающий кадр, вторичные станции осуществляют временную подстройку, чтобы произвести передачу данных за заданный квант времени (слот).

TDMA не использует систему опроса/выбора. Тем не менее, этот метод попадает в классификацию сетей типа первичный/вторичный, поскольку эталонная станция в методе TDMA имеет альтернативу: назначать или не назначать станции некоторому каналу. Эти <назначения>, производимые в ответ на запрос, основываются на относительном приоритете станции или типа трафика от станции.

(TDM), или слот.

Мультиплексная передача с временным разделением (TDM) является, одним из самых простых примеров равноранговых неприоритетных систем. В системе TDM каждой станции выделяется интервал времени (слот) использования канала связи и все интервалы распределяются поровну между юзерами. Каждый юзер во время этого интервала времени получает канал в свое полное распоряжение. Метод TDM фактически является простой разновидностью метода TDMA. Используется как в локальных, так и в глобальных системах. Этот подход используется для интеграции ЭВМ и терминалов в сетях с шинной и кольцевой топологией.