Wo erfolgt die Steuerung des Datenverkehrs auf der Verbindung zwischen zwei benachbarten Knoten?

Die Steuerung des Datenverkehrs auf der Verbindung zwischen zwei benachbarten Knoten erfolgt in der „Verbindungsschicht“. Die grundlegendste Funktion der Datenverbindungsschicht besteht darin, den Benutzern dieser Schicht transparente und zuverlässige grundlegende Datenübertragungsdienste bereitzustellen Datenverbindung Die Pfadschicht erweitert die Funktion der physikalischen Schicht, ursprüngliche Bitströme zu übertragen, indem sie die möglichen fehleranfälligen physikalischen Verbindungen, die von der physikalischen Schicht bereitgestellt werden, in logisch fehlerfreie Datenverbindungen umwandelt, sodass sie als fehlerfreie Leitung zum Netzwerk erscheinen Schicht.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 10-System, DELL G3-Computer.

Die Arbeit zur Steuerung des Datenverkehrs auf der Verbindung zwischen zwei benachbarten Knoten ist erledigt

Dies geschieht auf der Verbindungsschicht

Die grundlegendste Funktion der Datenverbindungsschicht besteht darin, den Benutzern dieser Ebene transparente und zuverlässige Daten bereitzustellen Schicht Datenübertragung Basisdienste. Transparenz bedeutet, dass es keine Einschränkungen hinsichtlich des Inhalts, des Formats und der Codierung der auf dieser Ebene übertragenen Daten gibt und keine Notwendigkeit besteht, die Bedeutung der Informationsstruktur zu erklären. Durch eine zuverlässige Übertragung müssen Benutzer keine Sorgen mehr über verlorene Informationen, störende Informationen usw. haben falsche Reihenfolge. Diese Situationen können in der physikalischen Schicht auftreten und in der Datenverbindungsschicht müssen Fehlerkorrekturcodes verwendet werden, um Fehler zu erkennen und zu korrigieren. Die Datenverbindungsschicht erweitert die Funktion der physikalischen Schicht, ursprüngliche Bitströme zu übertragen, indem sie die möglichen fehleranfälligen physikalischen Verbindungen, die von der physikalischen Schicht bereitgestellt werden, in logisch fehlerfreie Datenverbindungen umwandelt, sodass sie der Netzwerkschicht als fehlerfreie Leitung erscheinen . .

Erweiterte Kenntnisse: Flusskontrolle

Fehlerkontrolle ist Teil der Funktion der Datenverbindungsschicht, und ein weiterer wichtiger Teil ist die Flusskontrolle. Bei der Flusskontrolle wird die Übertragungsrate von Zeichen oder Frames auf einer Verbindung so gesteuert, dass der Empfänger über genügend Pufferspeicherplatz verfügt, um jedes Zeichen oder jeden Frame vor dem Empfang zu akzeptieren. Wenn beispielsweise bei einer zeichenorientierten Terminal-Computer-Verbindung der entfernte Computer viele Terminals bedient, kann es zu einer vorübergehenden Überlastung kommen, da er in Spitzenzeiten nicht alle Zeichen mit der vorgegebenen Rate übertragen kann. In ähnlicher Weise kann in einem rahmenorientierten automatischen Neuübertragungsanforderungssystem die Pufferspeicherkapazität überschritten werden, wenn die Anzahl der zu bestätigenden Rahmen zunimmt, was zu einer Überlastung führt.

XON / und Einschränkungen. Einerseits lässt das System die Einrichtung eines übermäßig großen Pufferspeichers nicht zu, andererseits ist bei erheblichen Geschwindigkeitsunterschieden und der Übertragung großer Dateien immer noch nicht genügend Pufferspeicherplatz vorhanden. Das XON/XOFF-Schema ist eine aktivere und aktivere Flusskontrollmethode. Das XON/XOFF-Schema verwendet ein Steuerzeichenpaar, um die Flusskontrolle zu implementieren. XON verwendet das Steuerzeichen DC1 im ASCII-Zeichensatz und XOFF verwendet das Steuerzeichen DC3 im ASCII-Zeichensatz. Wenn der Empfänger in der Kommunikationskette überlastet ist, sendet er ein XOFF-Zeichen an den Absender und stoppt dann vorübergehend das Senden von Daten. Nachdem der Empfänger die Daten im Pufferspeicher verarbeitet und die Überlastung wiederhergestellt hat, sendet er ein XON-Zeichen an den Absender , um den Absender zu benachrichtigen, dass er mit dem Senden der Daten fortfahren soll. Während eines Datenübertragungsprozesses können sich die XOFF- und XON-Zyklen mehrfach wiederholen, sie sind jedoch für den Benutzer transparent. Viele Softwarepakete für die asynchrone Datenkommunikation unterstützen das XON/XOFF-Protokoll. Dieses Schema kann auch für einen Computer verwendet werden, um Zeichen an einen Drucker oder ein anderes Endgerät zu senden. In diesem Fall wird die Steuerkomponente im Drucker oder Endgerät zur Steuerung des Zeichenflusses verwendet.

Fenstermechanismus

Um die effektive Nutzung des Kanals zu verbessern. Wie im vorherigen Abschnitt erwähnt, sendet der Absender kontinuierlich mehrere Frames, ohne auf die Rückkehr des Bestätigungsframes zu warten. Dieser Sendevorgang ähnelt einer kontinuierlichen Pipeline und wird daher auch als Pipeline-Technologie bezeichnet. Da mehrere unbestätigte Folded-Frames kontinuierlich gesendet werden dürfen, kann die Frame-Nummer mithilfe einer Multi-Bit-Binärzahl unterschieden werden. Da jeder Frame, der gesendet, aber nicht bestätigt wurde, fehlerhaft sein oder verloren gehen kann und eine erneute Übertragung erfordert, müssen diese Frames aufbewahrt werden. Dies erfordert, dass der Absender über einen großen Sendepuffer verfügt, um nicht bestätigte Frames aufzubewahren, die möglicherweise erneut übertragen werden müssen. Allerdings ist die Pufferkapazität immer begrenzt. Wenn der Empfänger die empfangenen Frames nicht mit der Senderate des Senders verarbeiten kann, kann es trotzdem sein, dass ihm die Pufferkapazität ausgeht und er vorübergehend überlastet ist. Zu diesem Zweck können Anpassungsmaßnahmen eingeführt werden, die dem Leerlauf-RQ-Schema ähneln. Das Wesentliche besteht darin, die Anzahl der Frames zu begrenzen, die der Sender senden kann, bevor er einen bestimmten Frame empfängt in der Neuauflage wird dies durch die Bestätigung der Anzahl der Frames erreicht. Wenn der Empfänger keine Zeit hat, den empfangenen Frame zu verarbeiten, stoppt der Empfänger das Senden von Bestätigungsinformationen. Wenn das Neuausgabelimit erreicht ist, werden keine neuen Frames gesendet, bis die Bestätigungsinformationen erneut empfangen werden. Um diese Lösung zu implementieren, sollte die maximale Anzahl unbestätigter Frames bei der erneuten Übertragung unbestätigter Frames festgelegt werden. Diese Grenze wird als Übertragungsfenster der Verbindung bezeichnet. Wenn das Fenster auf 1 eingestellt ist, dh die Pufferkapazität des Senders einem Frame entspricht, kehrt das Übertragungssteuerungsschema zum Leerlauf-RQ-Schema zurück. Zu diesem Zeitpunkt ist die Übertragungseffizienz sehr gering Das Fensterlimit sollte so gewählt werden, dass der Empfänger möglichst alle empfangenen Frames verarbeiten bzw. annehmen kann. Natürlich müssen bei der Auswahl auch Faktoren wie die maximale Rahmenlänge, die verfügbare Pufferkapazität und die Übertragungsbitrate berücksichtigt werden. Eine Neuausgabe ist eine Liste aufeinanderfolgender Sequenznummern, die den Frames entsprechen, die der Absender gesendet, aber noch nicht bestätigt hat. Die Sequenznummern dieser Frames haben einen Maximalwert, der die Grenze des Sendefensters darstellt. Das sogenannte Sendefenster bezieht sich auf die Grenzen der Warteschlange der gesendeten, aber noch nicht vom Absender bestätigten Frame-Nummern. Die oberen und unteren Grenzen werden als oberer bzw. unterer Rand des Sendefensters und als Abstand dazwischen bezeichnet Der obere und untere Rand wird als Fenstergröße bezeichnet. Der Empfänger verfügt ebenfalls über ein Empfangsfenster, das die Sequenznummer der Frames anzeigt, die empfangen werden dürfen. Auch die Ober- und Untergrenze des Empfangsfensters verschiebt sich mit der Zeit.

Jedes Mal, wenn der Absender einen Frame sendet, erhöht sich die Anzahl der zu bestätigenden Frames um 1. Ebenso verringert sich die Anzahl der zu bestätigenden Frames jedes Mal, wenn der Absender eine Bestätigungsnachricht erhält, um 1. Wenn der Neuübertragungszählwert, also die Anzahl der zu bestätigenden Frames, dem Übertragungsfenster entspricht, wird das Senden neuer Frames gestoppt. Im Allgemeinen nimmt die Bildnummer nur eine begrenzte Binärzahl an und wechselt nach einer bestimmten Zeit wiederholt. Wenn die Bildnummer mit einer dreistelligen Binärzahl ausgestattet ist, wechselt die Bildnummer zwischen 0 und 7. Während des Übertragungsprozesses verschiebt sich die Fensterposition weiter, daher wird sie auch als Schiebefenster (Schiebefenster) oder einfach als Schiebefenster bezeichnet.

Der Zustandsänderungsprozess des Schiebefensters kann wie folgt beschrieben werden (vorausgesetzt, das Sendefenster ist 2 und das Empfangsfenster ist 1).

Im Ausgangszustand sendet der Absender keine Frames und die Vorder- und Hinterkanten des Sendefensters sind gleich. Der Grenzwert für das Empfangsfenster beträgt 1, was den Empfang von Frame 0 ermöglicht.

Der Absender hat Frame Nr. 0 gesendet. Zu diesem Zeitpunkt ist der Übertragungsport geöffnet (dh die Vorderkante wird um 1 erhöht) und das Fenster ist an Nr. 0 ausgerichtet, was anzeigt, dass der Frame gesendet wurde aber die Bestätigungsrückmeldung wurde noch nicht empfangen. Der Empfangsfensterstatus ist derselbe wie zuvor und zeigt an, dass der Empfang von 0 Frames zulässig ist.

Der Absender sendet weiterhin Frame Nr. 1, bevor er die Bestätigungsrückgabeinformationen von Frame 0 erhält. Der Status des Sendefensters bleibt unverändert.

Der Absender hat Frame 0 empfangen und das Fenster verschiebt sich um eine Stelle, um anzuzeigen, dass es bereit ist, Frame Nr. 1 zu empfangen. Der Status des Sendefensters bleibt unverändert.

Der Absender hat die Bestätigungsrückgabeinformationen von Frame Nr. 0 erhalten und die Hinterkante des Sendefensters wird um 1 erhöht, was anzeigt, dass Frame Nr. 0 aus der Neuveröffentlichung gelöscht wird und der Status des Empfangsfensters unverändert bleibt .

Der Absender sendet weiterhin 2 Frames und die Vorderkante des Sendefensters erhöht sich um 1, was anzeigt, dass Frame Nr. 2 ebenfalls in der Liste der ausstehenden Bestätigungen enthalten ist. Der Status des Empfangsfensters

bleibt unverändert.

Der Empfänger hat Frame Nr. 1 empfangen und das Empfangsfenster verschiebt sich um eine Stelle, um anzuzeigen, dass er bereit ist, Frame Nr. 2 zu empfangen. Der Status des Sendefensters bleibt unverändert.

Wenn der Absender vom Empfänger die Bestätigungsnachricht erhält, dass Frame Nr. 1 empfangen wurde, erhöht sich die Hinterkante des Sendefensters um 1, was anzeigt, dass der früheste eingehende Frame Nr. 1 aus der Neuveröffentlichung gelöscht wird. Der Status des Empfangsfensters bleibt unverändert. Im Allgemeinen muss jeder Frame, der innerhalb eines bestimmten Bereichs ankommt, vom Empfänger empfangen werden, auch wenn er außerhalb der Reihenfolge liegt. Wenn dieser Bereich als Empfangsfenster betrachtet wird, sollte die Größe des Empfangsfensters größer als 1 sein, und Go-back-N ist ein Sonderfall, bei dem das Empfangsfenster gleich 1 ist. Die selektive Neuübertragung kann auch als Schiebefensterprotokoll betrachtet werden, mit der Ausnahme, dass sowohl das Sendefenster als auch das Empfangsfenster größer als 1 sind. Wenn wir die drei Protokolle Idle RQ, Go-back-N und Selective Retransmission aus der Perspektive des Schiebefensters betrachten, liegt der Unterschied zwischen ihnen in der Größe ihrer jeweiligen Fenster:

Idle RQ: Sendefenster = 1, Empfangen Fenster = 1

Zurück-N: Fenster senden>1, Fenster empfangen=1

Erneut senden auswählen: Fenster senden>1, Fenster empfangen>1

Wenn die Frame-Sequenznummer eine dreistellige Binärcodierung annimmt, beträgt die maximale Sequenznummer SMAX=2^3-1=7. Für den geordneten Empfangsmodus wird die maximale Größe des Sendefensters als SMAX ausgewählt; für den Nicht-Zaun-Empfangsmodus beträgt die maximale Größe des Sendefensters höchstens die Hälfte des Sequenznummernbereichs. Der Timer, der die Timeout-Steuerung verwaltet, sollte der Anzahl der Sendepuffer entsprechen, nicht der Größe des Sequenznummernraums. Tatsächlich sollte jeder Puffer einem Timer entsprechen. Wenn der Timer abläuft, wird der Inhalt des entsprechenden Puffers erneut übertragen. Die Anzahl der Puffer, die vom Empfänger festgelegt werden müssen, sollte der Größe des Empfangsfensters und nicht der Größe des Sequenznummernraums entsprechen.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in der Spalte „FAQ“!

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