Повторная передача потерянных пакетов

Удаление дубликатов пакетов.

Упорядочение при получении.

В сетевой системе без установления логического соединения отдельные пакеты могут проходить по разным маршрутам и поэтому поступать в ином порядке по сравнению с тем, в каком они были отправлены. Чтобы понять, почему это происходит, рассмотрим последовательность отправленных пакетов и вспомним, что в сетях обычно используется кратчайший доступный путь. Если сразу после отправки i -го пакета в последовательности становится доступным более короткий путь, то пакет (i+ 1)-ый может быть отправлен по более короткому пути и будет получен раньше пакета i.

Для решения проблемы доставки в ином порядке в транспортных протоколах применяется метод упорядочения. Отправитель добавляет к каждому пакету порядковый номер. Получатель хранит порядковый номер последнего пакета, прибывшего по порядку, а также список пакетов, которые поступили не в том порядке. При поступлении каждого пакета получатель рассматривает его порядковый номер, чтобы определить, какие действия должны быть выполнены с этим пакетом. Если пакет является очередным ожидаемым пакетом (то есть поступил по порядку), то программное обеспечение протокола доставляет этот пакет на следующий вышестоящий уровень и проверяет свой список, чтобы определить, можно ли также доставить недостающие пакеты. Если пакет поступил вне очереди, то программное обеспечение протокола добавляет этот пакет к списку.

Неисправное аппаратное обеспечение может вызвать появление повторяющихся пакетов. Дубликаты пакетов часто возникают в распределенных сетях, но могут также появляться и в локальных сетях. Например, неисправный трансивер в локальной сети, работающей по методу CSMA/CD, может сообщить компьютеру-отправителю о возникновении коллизии даже в случае нормальной передачи. В результате отправитель выполняет повторную передачу, что приводит к доставке получателю двух копий фрейма.

Для решения проблемы дублирования применяется упорядочение. Программное обеспечение получателя обнаруживает дубликаты, проверяя порядковые номера поступающих пакетов. Если пакет с каким-то порядковым номером уже был успешно доставлен или какой-либо порядковый номер совпадает с номером одного из пакетов, ожидающих в очереди поступления недостающих пакетов, то программное обеспечение отбрасывает этот дубликат.

Потеря пакетов – одна из основных проблем компьютерных сетей, поскольку ошибки при передаче могут вызвать искажение битов, в результате чего весь фрейм становится недействительным. При обнаружении получателем подобных искажений отбрасывается весь фрейм.

Для обеспечения надежной передачи (то есть передачи без потерь) в протоколах используется метод подтверждения с повторной передачей. Если фрейм поступает в неизменном виде, то программное обеспечение протокола получателя передает отправителю небольшое сообщение об успешном приеме. Это сообщение называется подтверждением (для него используется также обозначение ACK, сокращение от acknowledgement). Отправитель отвечает за успешную доставку пакетов. После передачи пакета программное обеспечение протокола отправителя запускает таймер. Если подтверждение поступает до истечения установленного времени, то программное обеспечение отменяет отсчет по таймеру. Если же установленный тайм-аут истекает до поступления подтверждения, то программное обеспечение отправляет ещё одну копию пакета и снова запускает таймер. Отправка второй копии называется повторной передачей.

Повторная передача не позволяет решить проблему, если в результате отказа оборудования сетевое соединение разорвано или произошел отказ компьютера. Поэтому в протоколах, применяющих повторную отправку сообщений, обычно устанавливается максимальное число повторных передач. По достижении установленного предела программное обеспечение протокола прекращает передачу и сообщает, что дальнейшая связь невозможна.

Повторная передача может привести к появлению дубликатов пакетов. Поскольку отправитель не имеет возможности определить, был ли пакет потерян или просто задержался, то может передать повторную копию, не дождавшись подтверждения. В конечном итоге могут быть успешно доставлены обе копии пакета. Поэтому в протоколах, использующих повторную передачу, для обеспечения надежной доставки необходимо также решать проблему уничтожения дубликатов пакетов.

Дата добавления: 2014-01-06