Компьютерные сети. 6-е изд.

Разорвать соединение проще, чем установить. Но здесь также имеются под­водные камни. Как уже было сказано, существует два стиля разрыва соединения: асимметричный и симметричный. Асимметричный разрыв связи соответствует принципу работы телефонной системы: когда одна из сторон вешает трубку, связь прерывается. При симметричном разрыве соединение рассматривается в виде двух отдельных однонаправленных связей, и требуется отдельное завершение каждого соединения.

Асимметричный разрыв связи является внезапным и может привести к потере данных. Рассмотрим сценарий на илл. 6.12. После установления соединения хост 1 отправляет сегмент, который успешно достигает хоста 2. Затем хост 1 передает другой сегмент. К несчастью, хост 2 отправляет DISCONNECTION REQUEST прежде, чем приходит второй сегмент. В результате соединение разрывается, а данные теряются.

Илл. 6.12. Внезапное разъединение с потерей данных

Очевидно, требуется более сложный протокол, позволяющий избежать потери данных. Один из способов состоит в использовании симметричного варианта, при котором каждое направление разъединяется независимо. В этом случае хост может продолжать получать данные даже после того, как сам отправил запрос на разъединение.

Симметричное разъединение подходит для тех случаев, когда у каждой стороны есть фиксированное количество данных для передачи и каждая из них точно знает, когда эти данные заканчиваются. В других случаях определить, что работа окончена и соединение может быть прервано, не так просто. Можно представить себе протокол, в котором хост 1 говорит: «Я закончил передачу. А вы?». Если хост 2 отвечает: «Я тоже. До свидания», соединение можно безо всякого риска разъединять.

К сожалению, этот протокол работает не всегда. Существует знаменитая проблема «двух армий» (two-army problem). Представьте, что армия белых находится в долине (илл. 6.13). На возвышенностях по обеим сторонам долины расположились две армии синих. Белая армия больше, чем любая из синих, но вместе синие превосходят белых. Если одна из армий синих атакует белых в одиночку, она потерпит поражение, но если синие сумеют атаковать белых одновременно, они могут победить.

Армии синих хотели бы синхронизировать свое выступление. Однако единственный способ связи состоит в отправке связного пешком по долине, где он может быть схвачен, а донесение потеряно (то есть приходится пользоваться ненадежным каналом). Спрашивается: существует ли протокол, позволяющий армиям синих победить?

Предположим, командир 1-й армии синих отправляет следующее сообщение: «Я предлагаю атаковать 29 марта, на рассвете. Сообщите ваше мнение». Теперь предположим, что сообщение успешно доставляется и что командир 2-й армии синих соглашается, а его ответ успешно доставляется обратно в 1-ю армию. Состоится ли атака? Вероятно, нет, так как командир 2-й армии не уверен, что его ответ получен. Если нет, то 1-я армия синих не будет атаковать, и было бы глупо с его стороны в одиночку ввязываться в сражение.

Теперь улучшим протокол с помощью «тройного рукопожатия». Инициатор оригинального предложения должен подтвердить ответ. Если исходить из предположения, что сообщения не теряются, то 2-я армия синих получит подтверждение, но теперь будет сомневаться командир 1-й армии синих. Он не знает, было ли доставлено его подтверждение, а ведь если оно не доставлено, то 2-я армия не будет атаковать. Протокол четырехкратного «рукопожатия» здесь также не поможет.

В действительности можно доказать, что протокола, решающего данную проблему, не существует. Предположим, что такой протокол все же есть. В этом случае последнее сообщение протокола либо является важным, либо нет. Если оно не является важным, удалим его (а также все остальные несущественные сообщения), пока не останется протокол, в котором все сообщения являются существенными. Что произойдет, если последнее сообщение не дойдет до адресата? Мы только что решили, что сообщение является важным, поэтому если оно потеряется, атака не состоится. Поскольку отправитель последнего сообщения никогда не сможет быть уверенным в его получении, он не станет рисковать. Другая синяя армия это знает и также воздержится от атаки.

Чтобы увидеть, какое отношение проблема «двух армий» имеет к разрыву соединения, просто замените слово «атаковать» на «разъединить». Если ни одна сторона не может разорвать соединение до тех пор, пока она не уверена, что другая сторона также готова к этому, то разъединения не произойдет никогда.

Илл. 6.13. Проблема «двух армий»

На практике, чтобы справиться с этой ситуацией, нужно отказаться от идеи договоренности и переложить ответственность на пользователей, чтобы каждая сторона принимала независимое решение о том, когда будет выполнена операция. Такую проблему решить проще. На илл. 6.14 показаны четыре сценария разъединения, использующих «тройное рукопожатие». Этот протокол не является безошибочным, но обычно он работает успешно.