Поясните, на чем основаны все методы обнаружения и коррекции ошибок в сети.
Методы обнаружения ошибок.
Все методы обнаружения ошибок основаны на передаче в составе передаваемой порции данных служебной избыточной информации, по которой можно судить о достоверности принятых данных. Эту информацию называют контрольной суммой (CS). CS вычисляется как некоторая функция от основной передаваемой информации. Принимающая сторона по известному алгоритму расчета контрольной суммы повторно ее вычисляет и если CS, принятая из кадров и рассчитанная приемником совпадают, то считается, что данные переданы без ошибок.
Существует несколько методов расчета CS:
К
онтроль
по паритету (по четности).
Передатчик |
100101011 |
|
1 |
Приемник |
100001011 |
|
0 |
Однократная ошибка |
|||
Данный метод позволяет обнаруживать только однократные ошибки, т.е. ошибки в одном бите. Если ошибки произошли в 2-х битах этот метод бесполезен, поэтому данный метод может применяться только в случае, если порция данных маленькая (1, 2, 4 байта), потому что вероятность двукратных ошибок маленькая. Теперь в сетях он не применяется. Используется в соединениях клавиатуры.
Циклический избыточный код (Cyclic Redundancy Check - CRC). Данный метод широко применяется в сетях, при записи данных на винчестер. Метод основан на рассмотрении исходных данных в виде одного многоразрядного двоичного числа. В качестве CS рассматривается остаток от деления этого числа на известный делитель R. Обычно в качестве R выбирают специальным образом подобранное 32-х разрядное число, чтобы остаток от деления был равен 32 битам.
Передатчик рассчитывает CRC и прикрепляет его к концу передаваемых данных. Приемник принимает порцию данных и выполняет деление всей порции данных, включая CRC на известный R, если остаток от деления равен 0, порция данных принята без ошибок. В сетях выполняется алгоритм расчета CRC – метод Хэмминга. Данный метод позволяет обнаруживать как однократные, так и двукратные ошибки. Кроме того, данный метод обладает невысокой избыточностью. Например, если длина кадра составляет 1 Кбайт, контрольная сумма в 4 байта составляет всего только 0,4%.
Методы коррекции ошибок.
Методы коррекции основаны на повторной передаче данных, в случае если порция данных теряется и не доходит до адресата или же если приемник обнаруживает в порции данных ошибку.
Чтобы убедится в необходимости повторной передачи данных, отправитель нумерует отправляемые порции информации и для каждой порции ожидает от приемника так называемой квитанций. Квитанции бывают положительные (служебная порция данных, извещающая о том, что данные получены и оказались корректны) и отрицательные (данные получены, но оказались с ошибкой). Если отправитель получил отрицательную квитанцию, то он обязан повторить передачу исходной порции данных. Время ожидания квитанции ограничено. Если отправитель не получил никакой квитанции в течении этого времени он считает, что передаваемые им данные потеряны и необходимо повторить передачу. Данный метод называется – методом квитирования с простоем. Самый простой но самый медленный способ.
Более быстрым является метод скользящего окна. Задается окно – количество одновременно посланных передатчиком данных. Квитанции могут поступить в произвольном порядке от переданных данных. Передатчик поддерживает порции данных равных скользящему окну. Скользящее окно более быстрый метод. Данный метод обычно используется на сетевом уровне модели OSI-TCP протокол