38. Виды протоколов канального уровня. Анализ их производительности.

Виды протоколов канального уровня

Различают три вида протоколов канального уровня:

- протокол с остановками и ожиданием

- протокол с N- возвращениями (с непрерывной передачей)

- с выборочной или селективной передачей.

1) Протокол с остановками и ожиданием

При этой процедуре одновременно может передаваться только один кадр. После этого передающая сторона ждет подтверждения. Если поступит отрицательное подтверждение или произойдет просрочка времени ожидания ответа, кадр передается повторно. Пакет сбрасывается из накопителя передающей стороны лишь после получения положительного подтверждения. Этот протокол подходит для полудуплексной передачи, при которой передача сторон чередуется.

1. N- возвращения, или непрерывная передача

Здесь кадры передаются непрерывно без ожидания подтверждения (ПТВ). при получении отрицательного подтверждения или истечения установленного времени ожидания неподтвержденный кадр и все последующие кадры передаются вновь. Этот протокол более производительный и предполагает использование дуплексной связи

2. Выборочное повторение

В этом случае повторная передача требуется только для кадра, о котором поступило отрицательное подтверждение или для которого истекло установленное время ожидания. Однако на приемном конце требуется накопитель с перестроениями, так как в этом случае кадры могут повторно передаваться и приниматься не по порядку. Из-за увеличения стоимости реализации протокол выборочного повторения не нашел коммерческой реализации.

Анализ производительности протоколов

1. Протокол с остановками и ожиданием

Предположим, что вероятность ошибочного приема в пункте B равна p. Тогда очевидно, что при отсутствии ограничений на число повторных передач среднее время правильной передачи найдется в виде:

Это выражение показывает, что для того, чтобы случилось i-тое повторение, кадр должен быть доставлен с ошибкой I раз. Вероятность правильного приема при i-м повторении в точности равна (1-p).

В случае насыщения величина представляет собой среднее время между правильно переданными кадрами. Максимальная производительность в доставленных пакетах является обратной величиной, или

, где параметр вводится, чтобы связать производительность с длиной кадра данных.

Если теперь принять λ равной практической интенсивности поступления кадров в передатчик, мы получим нормированную производительность для протокола с остановками и ожиданием в виде:

2. Протокол с N-возвращениями

Поскольку по схеме с N-возвращениями кадры могут передаваться непрерывно один за другим, минимальное время между передачами равно , то есть времени передачи кадра. Соответственно увеличивается максимальная производительность. Срднее время передачи кадра равно:

Максимально возможная производительность получается в виде:

Нормированная производительность для любой интенсивности поступления кадров ограничивается значением

39. Методы коммутации в сетях

Магистральный канал передачи данных состоит из отдельных линий связи и узлов коммутации, которые обеспечивают соединение территориально удаленных абонентов между собой. Установление соединения (физического или виртуального) осуществляется с помощью того или иного метода коммутации. В зависимости от методов установления соединения и способов передачи данных от одного узла к другому узлу различают сети с коммутацией каналов, коммутацией сообщений и коммутацией пакетов.

В сетях с коммутацией каналов между вызывающей и вызываемой оконечными установками в течение всего времени передачи имеется сквозное соединение.

Соединительный тракт состоит из ряда участков, которые в процессе установления соединения включаются последовательно друг за другом. Он является «прозрачным» в отношении кодов и методов управления. Время распространения сигнала данных по соединительному тракту постоянно.

В сеансе связи различают три фазы: установление соединения, передачу данных и разъединение соединения.

Среди сетей передачи данных с коммутацией каналов различают два типа: синхронные и асинхронные сети.

В асинхронных сетях общая синхронизация по элементам отсутствует и для сети не задаются единые «такты». Отдельные аппаратура передачи данных и коммутационные устройства имеют самостоятельные, независимые друг от друга тактовые генераторы.

В синхронной сети с коммутацией каналов ход во времени всех процессов передачи и коммутации определяется единым тактовым синхросигналом. Он подводится ко всей аппаратуре и оборудованию сети, задает для всей сети жесткий временной растр и обеспечивает синхронизм всех процессов.

В сети с коммутацией сообщений между оконечными установками, обменивающимися информацией, нет сквозного соединения. В коммутационных узлах сообщения заносятся в память и передаются далее по участкам переприема от узла к узлу.

Время ожидания в течение которого сообщение хранится в узле коммутации, зависит от длины очередей на линии связи., поэтому общее время прохождения сообщения между двумя оконечными установками в сети может быть различным. Запись сообщения в память упрощает трансформацию скоростей различного оборудования данных, осуществляемую в коммутационных узлах. Использование на межузловых участках дуплексных высокоскоростных линий связи позволяет более эффективно, чем в сетях с коммутацией каналов, передавать требуемый объем информации и использовать ресурсы сети. Однако экономию линий связи необходимо сопоставлять с затратами, которых требуют запоминание и обработка сообщений в узлах коммутации.

Сеть с пакетной коммутацией. Коммутация пакетов является развитием метода коммутации сообщений. Она позволяет добиться дальнейшего увеличения пропускной способности сети, скорости и надежности передачи данных. В сети с коммутацией пакетов сообщения разделяются на отдельные части, называемые пакетами. Каждый пакет имеет, как правило, фиксированную длину и снабжается заголовком, указывающим адрес пункта отправления, адрес пункта назначения и номер пакета в сообщении. Максимальная длина пакета лежит в пределах от 10⁴ до 2*10⁴ бит. Разложение сообщения на пакеты и восстановление его после передачи осуществляется оконечным оборудованием источника и адресата. В принимающем коммутационном узле каждый пакет проверяется на наличие ошибок. На пакеты, принятые без ошибок, в ответ направляется подтверждение их приема. Если же с ошибками – сообщение на его повторную передачу.