Компьютерные сети

Протокол TCP (как и протокол rdt, созданный нами в предыдущем разделе) использует интервалы ожидания и повторные передачи для решения проблемы потерянных сегментов. Несмотря на концептуальную простоту, при реализации подобного механизма в конкретных протоколах (например, в TCP) приходится учитывать множество нюансов. Например, нужно решать вопрос определения длительности интервала ожидания. Очевидно, что интервал ожидания должен быть больше времени оборота, равного времени получения квитанции передающей стороной, в противном случае неизбежны бесполезные повторные передачи. Однако во сколько раз больше? Как оценить время оборота? Нужно ли связывать таймеры со всеми неподтвержденными сегментами? Все эти вопросы требуют ответов!

Протокол Telnet, описанный в документе RFC 854, является популярным протоколом прикладного уровня, применяемым для удаленного доступа к сети. В нем используются службы протокола TCP, и он может выполняться на любой паре хостов. В отличие от приложений, рассмотренных в главе 2 и передающих большие объемы данных, Telnet является интерактивным приложением. Ниже мы рассмотрим пример обмена данными по протоколу Telnet, поскольку он очень наглядно иллюстрирует механизм использования порядковых номеров и номеров подтверждения протокола TCP.
Читать далее »

Поля порядкового номера и номера подтверждения являются наиболее важными в заголовке ТСР-сегмента, поскольку играют ключевую роль в функционировании службы надежной передачи данных. Однако перед тем, как рассматривать роль этих полей в механизме надежной передачи, обратимся к величинам, которые протокол TCP помещает в эти поля.
Читать далее »

Рассмотрев понятие TCP-соединения, давайте обратимся к структуре ТСР-сегмента. TCP-сегмент состоит из поля данных и нескольких полей заголовка. Поле данных содержит фрагмент данных, передаваемых между процессами. Как было показано ранее, размер поля данных ограничивается величиной MSS. Когда протокол осуществляет передачу большого файла (например, изображения, являющегося частью web-страницы), он, как правило, разбивает данные на фрагменты размером MSS (кроме последнего фрагмента, который обычно имеет меньший размер).
Читать далее »

Говорят, что протокол TCP осуществляет передачу с установлением логического соединения, поскольку перед началом обмена данными два процесса осуществляют «рукопожатие» — процедуру, заключающуюся в передаче друг другу специальных сегментов, предназначенных для определения параметров обмена данными. Частью процедуры установления TCP-соединения является инициализация переменных состояния (многие из которых будут рассмотрены в этом разделе и разделе «Контроль перегрузок в ТСР»), связанных с ТСР-соединением.
Читать далее »

Как показано на рис. 3.16, GBN-протокол, в отличие от протоколов с ожиданием подтверждения, позволяет передающей стороне «заполнять конвейер» пакетами, повышая чрезвычайно низкую загрузку линии связи. Тем не менее возможны ситуации, в которых эффективность GBN-протокола также оказывается весьма невысокой. Например, если размер окна и произведение пропускной способности на задержку распространения велики, конвейер может содержать слишком много пакетов. Наличие искажения хотя бы в одном из пакетов приводит к необходимости повторной передачи значительных объемов уже однажды переданных (причем без ошибок) данных. Чем выше вероятность искажений при передаче, тем большая часть издержек на передачу данных оказывается бесполезной. Возвращаясь к примеру с диктовкой сообщений, можно представить рассматриваемую ситуацию следующим образом: если «размер окна» составляет 1000 слов, то любое искаженное слово приводит к необходимости повторения всех 1000 слов «окна». Понятно, что такое «общение» отнимет у собеседников слишком много времени.
Читать далее »

В протоколах, использующих метод возвращения на N шагов назад (Go-Back-N, GBN), передающая сторона может посылать последовательности пакетов, не ожидая квитанций, при этом максимальная длина последовательности ограничена некоторым числом N. На рис. 3.18 представлена схема определения диапазона порядковых номеров. Если base — порядковый номер самого «старого» неподтвержденного пакета, a nextseqnum — наименьший из «свободных» порядковых номеров (то есть номер, который будет присвоен следующему посылаемому пакету), то полный диапазон порядковых номеров можно разделить на четыре части. Номера в диапазоне от 0 до base-1 назначены переданным ранее пакетам, для которых уже получены квитанции. Номера от base до nextseqnum-1 также относятся к переданным пакетам, однако для этих пакетов квитанции еще не получены. Номера от nextseqnum до base+N-1 могут быть назначены пакетам, которые необходимо сформировать и отправить сразу при поступлении новых данных от прикладного уровня. Номера, превышающие значение base+N, нельзя использовать до тех пор, пока не будет получена квитанция для текущего пакета, то есть пакета с порядковым номером base.
Читать далее »

Протокол rdt 3.0 является корректным с точки зрения функционирования, однако вряд ли нашлось бы много пользователей, которых бы устроило качество обслуживания этого протокола, особенно в современных высокоскоростных компьютерных сетях. Главной проблемой протокола rdt 3.0 является то, что он относится к протоколам с ожиданием подтверждений.
Читать далее »

Теперь предположим, что нам необходимо обеспечить передачу данных по каналу, в котором возможны не только искажения, но и потери пакетов (такая ситуация вполне типична для современных компьютерных сетей, включая Интернет). При разработке протокола нам придется решить две дополнительные задачи: найти способ определения факта потери пакета и указать действия, предпринимаемые в этом случае. Последняя задача решается с помощью контрольных сумм, порядковых номеров, квитанций и повторных посылок — механизмов, реализованных ранее в протоколе rdt 2.2. Для решения первой задачи нам потребуется применение новых механизмов.
Читать далее »

Рассмотрим более реалистичную модель канала, допускающую искажение некоторых битов при передаче. Обычно искажения имеют место из-за влияния физических факторов, проявляющихся в процессе передачи или промежуточного хранения пакетов, а также при распространении сигнала в физической среде. При построении новой модели мы по-прежнему будем использовать допущение о том, что все передаваемые пакеты достигают получателя и их порядок при этом не нарушается.
Читать далее »