Компьютерные сети. 5-е издание

Однако в других случаях время может сильно варьироваться. Если встречный поток данных нерегулярен, то время прихода подтверждений также будет непостоянным, уменьшаясь при наличии встречного потока и увеличиваясь при его отсутствии. Перед отправителем возникает непростой выбор значения времени ожидания. Если выбрать слишком короткий интервал, то увеличится риск ненужных повторных передач. При выборе слишком большого значения протокол будет тратить много времени на ожидания после ошибки. В обоих случаях пропускная способность на что-то тратится. В целом, если среднеквадратичное отклонение интервала ожидания подтверждения велико по сравнению с самим интервалом, то таймер может быть установлен довольно «свободно», и отрицательные подтверждения могут существенно ускорить повторную передачу потерянных или поврежденных кадров.

С вопросом тайм-аутов и отрицательных подтверждений тесно связана проблема определения кадра, вызвавшего тайм-аут. В протоколе 5 это всегда кадр с номером ack_expected, поскольку он является старшим. В протоколе 6 нет столь простого способа определить кадр, интервал ожидания которого истек. Предположим, были переданы кадры с 0 по 4, то есть список неподтвержденных кадров выглядит так: 01234 (от первого к последнему). Теперь допустим, что у кадра 0 истекает интервал ожидания и он передается повторно, затем посылается кадр 5 (новый), потом интервал ожидания истекает у кадров 1 и 2 и посылается кадр 6 (также новый). В результате список неподтвержденных кадров принимает вид: 3405126, начиная с самого старого и заканчивая самым новым. Если весь встречный поток данных потеряется, интервалы ожидания этих семи кадров истекут именно в таком порядке.

Чтобы не усложнять и без того непростой пример протокола, мы не показываем подробностей управления таймером. Вместо этого предполагается, что переменной oldest_frame при наступлении тайм-аута присваивается номер кадра, интервал времени которого истек.

3.5. Примеры протоколов передачи данных

В пределах одного здания для связи компьютеров широко применяются локальные сети, однако большинство глобальных сетей построено на двухточечных линиях. С локальными сетями мы познакомимся в главе 4. Здесь мы рассмотрим протоколы канального уровня, которые применяются на двухточечных каналах в Интернете в двух наиболее распространенных ситуациях. Первая — это передача пакетов по оптоволокну SONET. Например, такие каналы соединяют маршрутизаторы, установленные в разных концах сети поставщика услуг Интернета.

Вторая ситуация описывает каналы ADSL в пределах локального контура телефонной сети. Такие связи соединяют с Интернетом миллионы отдельных пользователей и компаний.

Пользователям необходимы для подключения к Интернету такие двухточечные связи, а также телефонные модемы, арендованные линии, кабельные модемы и т. д. Для пересылки пакетов по таким каналам используется стандартный протокол под названием PPP (Point-to-Point Protocol, протокол двухточечного соединения). Протокол PPP описан в стандарте RFC 1661 и доработан в более поздних документах RFC 1662 и др. (Simpson, 1994a, 1994b). PPP применяется в каналах SONET и ADSL, но по-разному.

3.5.1. Передача пакетов по протоколу SONET

SONET, с которым мы познакомились в главе 2, — это протокол физического уровня, который наиболее часто используется в оптоволоконных каналах, составляющих магистраль различных коммуникационных сетей, включая телефонную. Этот протокол обеспечивает хорошую, строго определенную скорость передачи данных (например, 2,4 Гбит/с в канале OC-48). Поток бит организован в виде пакетов фиксированного размера, которые посылаются каждые 125 мкс, независимо от того, содержат ли они пользовательские данные.

Для передачи пакетов по таким каналам необходим некоторый механизм формирования кадров, способный отличать иногда возникающие пакеты от непрерывного потока бит, в котором они передаются. Для обеспечения такого механизма на IP-маршрутизаторах работает протокол PPP, как показано на рис. 3.16.

Рис. 3.16. Пакеты передаются по протоколу SONET: а — стек протоколов; б — взаимоотношение между кадрами

PPP — это улучшенный вариант более простого протокола под названием SLIP (Serial Line Internet Protocol, интернет-протокол для последовательной линии),

выполняющий обнаружение ошибок, поддерживающий несколько протоколов, разрешающий аутентификацию и имеющий ряд других свойств. Благодаря широкому набору настроек PPP обеспечивает три основных набора методов.

1.    Метод формирования кадров, однозначно обозначающий конец одного кадра и начало следующего. Формат кадров также обеспечивает обнаружение ошибок.