Методы передачи данных канального уровня

Канальный уровень обеспечивает передачу пакетов данных, поступающих от протоколов верхних уровней, узлом назначения, адрес которого также указывается протоколом верхнего уровня. Протоколы верхнего уровня оформляют переданные им пакеты в кадры собственного формата, сопровождая каждый кадр контрольной суммой.

Существуют различные методы передачи на канальном уровне:

1. Асинхронные / синхронные.

2. Символьно-ориентированные / бит-ориентированные.

3. С предварительным установлением соединения – дейтограммы.

4. С обнаружением искажённых данных / без обнаружения.

5. С обнаружением потерянных данных / без обнаружения.

6. С восстановлением потерянных искажённых данных / без восстановления.

7. С поддержкой динамической компрессии данных / без поддержки.

Обнаружение и коррекция ошибок

Канальный уровень должен обнаруживать ошибки передачи данных, связанные с искажением бит в принятом кадре или с потерей кадра, и по возможности их корректировать.

Методы обнаружения ошибок

Все методы обнаружения ошибок основаны на передаче в составе кадров данных служебной избыточной информации, по которой можно судить с некоторой степенью вероятности по достоверности принятой информации. Контрольная сумма вычисляется как функция от основной информации.

1. Контроль по паритету. Заключается в суммировании по модулю 2 всех бит контролируемой информации. Результат суммирования представляет собой один бит данных, который передаётся вместе с контролируемой информацией. Применяется к небольшим порциям данных (побайтно), и даёт коэффициент избыточности 1/8.

2. Вертикальный и горизонтальный контроль по паритету. Исходные данные рассматриваются в виде матрицы, строки которой составляют байты данных. Контрольный разряд подсчитывается отдельно для каждой строки и столбца матрицы. Обнаруживает большую часть двойных ошибок, однако обладает ещё большей избыточностью.

3. Циклический избыточный контроль. Исходные данные рассматриваются в виде одного многоразрядного двоичного числа; т.е. кадры, состоящие из 1024 байт, будут рассматриваться как одно число, состоящие из 8192 бит. В качестве контроля информации рассматривается остаток отделения этого числа на известный делитель. В качестве делителя используются 17 или 33 разрядные числа. При этом остаток от деления будет иметь длину в 2 или 4 байта. При получении кадра, вновь вычисляется остаток деления на тот же делитель, но при этом к данным кадра добавляется содержащаяся в нём контрольная сумма. Если остаток от деления равен 0, то делается вывод об отсутствии ошибок, в противном случае кадр считается искажённым. Данный метод обнаруживает все одиночные, двойные ошибки и ошибки в нечётном числе бит. Обладает невысокой избыточностью. В компьютере используется при контроле записи дисков.

Методы восстановления искажённых и потерянных данных

Методы коррекции ошибок основаны на повторной передачи кадров данных. Чтобы убедится в необходимости повторной передачи кадров данных, все переданные кадры нумеруются. Приёмник, получив корректный кадр, отправляет положительную квитанцию. В противном случае может быть отправлена отрицательная квитанция. При отправке каждого кадра запускается таймер времени. Если по его истечению ни одна из квитанций не получена, то кадр считается утерянным и происходит его повторная передача.

Существует 2 метода организации процесса обмена квитанциями:

1. С простоями. Отправляется группа кадров данных и ожидается квитанция, после получения положительной квитанции отправляется следующая группа кадров.

2. С организацией окна. Отправляется группа кадров и даётся некоторое время для получения квитанции, если длительность времени этого окна равна 0, то мы получаем исходный метод с простоем.