Компьютерные сети. 5-е издание

Полезная нагрузка AAL5 включает только поля Протокол (Protocol ) и Данные (Payload ) протокола PPP, как показано на рис. 3.20. Поле протокола сообщает устройству DSLAM, является полезная нагрузка IP-пакетом или пакетом другого протокола, например LCP. Принимающая сторона знает, что ячейки содержат информацию PPP, так как виртуальный контур ATM настраивается соответствующим образом.

В кадре AAL5 механизмы формирования кадра PPP не требуются, всю работу выполняют ATM и AAL5. Дополнительно создавать кадры было бы попросту бессмысленно. Код CRC протокола PPP также не нужен, поскольку AAL5 включает тот же самый код CRC. Механизм выявления ошибок дополняет кодирование физического уровня, применяемое в каналах ADSL (код Рида—Соломона для исправления ошибок и 1-байтовый CRC для распознавания оставшихся ошибок, не пойманных другими способами). Это намного более сложный механизм устранения ошибок, чем тот, что применяется при пересылке данных в сетях SONET. Причина проста — линии ADSL куда более зашумленные.

з. 6. Резюме

Задачей канального уровня является преобразование необработанного потока бит, поступающего с физического уровня, в поток кадров, которые может использовать сетевой уровень. Канальный уровень может представлять такой поток с различной степенью надежности, начиная от сервисов без установки соединения и без подтверждения и заканчивая надежными ориентированными на соединение сервисами.

Используются различные методы формирования кадров, включая подсчет байтов, символьное и битовое заполнение. Протоколы канального уровня могут обладать возможностями контроля ошибок для обнаружения и исправления поврежденных кадров и повторной передачи потерянных. Во избежание опережения медленного приемника быстрым отправителем применяется управление потоком. Механизм скользящих окон широко используется для удобного объединения контроля ошибок и управления потоком. Для окна размером в один пакет применяется протокол с остановкой и ожиданием.

Коды для обнаружения и исправления ошибок добавляют к сообщениям избыточную информацию, применяя ряд математических техник. Для исправления ошибок широко применяются сверточные коды и коды Рида—Соломона, и все большую популярность завоевывают коды с малой плотностью проверок на четность. Применяемые на практике коды для обнаружения ошибок включают циклический контроль избыточности и контрольные суммы. Все эти коды можно применять на канальном уровне, а также на физическом и более высоких уровнях.

Мы рассмотрели ряд протоколов, обеспечивающих надежную работу канального уровня за счет подтверждений и повторной передачи или, если взять более приближенный к жизни пример, за счет запросов ARQ (Automatic Repeat reQuest). Начиная с идеальной среды передачи, в которой отсутствуют ошибки, и идеального приемника, который может обработать входящий поток любого размера, мы познакомились с управлением потоком, затем с контролем ошибок при помощи порядковых номеров

и,    наконец, с алгоритмом с остановкой и ожиданием. Затем мы перешли к алгоритму скользящего окна, который разрешает обмен данными в двух направлениях, и узнали о концепции комбинированных пакетов. Последние два протокола используют конвейерную передачу множества кадров, чтобы отправитель не блокировался, увеличивая задержку передачи. Получатель может либо отбрасывать все кадры, за исключением очередного в последовательности, либо помещать неупорядоченные кадры в буфер и отправлять отрицательные подтверждения для более эффективного использования полосы пропускания. Первая стратегия называется протоколом с возвратом на n, а вторая — протоколом с выборочным повтором.

В Интернете в качестве основного протокола линий «точка — точка» используется PPP. Он предоставляет сервис без установки соединения и без подтверждения. Для разделения кадров применяются флаговые байты, а для распознавания ошибок — коды CRC. С помощью этого протокола пакеты передаются по множеству типов соединений, включая каналы SONET в глобальных сетях и ADSL для домашних подключений.

Вопросы

1.    Сообщение верхнего уровня разбито на 10 кадров, у каждого из которых шанс дойти до назначения без повреждений составляет 80 %. Если канальный уровень не обеспечивает проверки ошибок, сколько раз в среднем потребуется пересылать все сообщение?

2.    В протоколе канального уровня используется следующее кодирование символов:

A: 01000111; B: 11100011; FLAG: 01111110; ESC: 11100000 Как в двоичных кодах будет выглядеть кадр, состоящий из четырех символов — A B ESC FLAG, при использовании каждого из следующих методов кадрирования:

1)    подсчет байтов;

2)    флаговые байты с символьным заполнением;

3)    начальные и конечные флаговые байты с битовым заполнением.

3.    В потоке данных, для которого применяется алгоритм символьного заполнения, встречается следующий фрагмент данных: A B ESC C ESC FLAG FLAG D. Каким будет выходной поток после заполнения символами?

4.    Каковы максимальные накладные расходы для алгоритма символьного заполнения?