Протоколы с восстановлением искаженных и потерянных данных и протоколы без восстановления

Протоколы канального уровня всегда должны обнаруживать ошибки передачи данных, связанные с искажением битов в принятом кадре или с потерей кадра. Восстановление данных не является обязательной процедурой канального уровня.

Большинство протоколов канального уровня только обнаруживают ошибки, а повторная передача искаженных или потерянных данных обычно инициируется протоколами верхних уровней. Это характерно для сетей с качественными линиями связи, которые используются в ЛВС. Поскольку протоколы верхних уровней, например, транспортного или сеансового, восстанавливают данные с большой задержкой, то в линиях передачи низкого качества целесообразно поручить восстановление данных протоколу канального уровня.

Все методы обнаружения ошибок основаны на передаче в составе кадра служебной информации, которая называется контрольной суммой. Контрольная сумма вычисляется как функция от основной информации. Алгоритмы вычисления контрольной суммы отличаются сложностью и способностью обнаружения разных типов ошибок. Наиболее популярные алгоритмы основаны на использовании циклических избыточных кодов (CRC – Cyclic Redundancy Code).Эти алгоритмы довольно сложны с вычислительной точки зрения, но позволяют обнаружить все одиночные ошибки, двойные ошибки и ошибки в нечетном числе битов.

Для восстановления кадров используется метод повторной передачи на основе квитанций. Наиболее популярен метод «скользящего окна». Он заключается в следующем:

Устанавливаются два параметра:

• размер окна, определяемый исходя из вероятности повторной передачи и качества линии связи
• таймаут – время ожидания квитанции, которое зависит от задержки передачи кадров сетью

Во многих реализациях значения этих параметров определяются адаптивно, в зависимости от состояния сети.

Рис. 3.2. Метод скользящего окна

Допустим, что размер окна равен W кадров сообщения. При получении квитанции на очередной кадр передатчиком начало окна сдвигается на следующий кадр. После отправки в сеть кадра с номером n+1 передатчику разрешается отправить еще W-1 кадров до получения квитанции на кадр n+1. Если за это время квитанция получена не будет, то передача приостанавливается, и по истечении некоторого времени тайм-аута кадр (или квитанция на него) считается потерянным. В этом случае W кадров, начиная с n и заканчивая w+n-1, будут переданы заново. Если квитанции поступают относительно регулярно, то скорость передачи методом скользящего окна практически не ограничивается.