Оценка методов и средств обеспечения безошибочности передачи данных

        redunduncy check). Она широко используется в протоколах HDLC, SDLC,

        но в индустрии ПЭВМ появилась сравнительно недавно.

             Поле контроля ошибок включается в кадр передающим  узлом.  Его

        значение  получается  как  некоторая  функция  от  содержимого всех

        других полей. В принимающем узле производятся идентичные вычисления

        еще одного поля контроля ошибок.  Эти поля затем сравниваются; если

        они совпадают,  велика вероятность того,  что пакет был передан без

        ошибок.   Этот   процесс,   как   уже  было  упомянуто,  называется

        циклическим контролем по  избыточности  (CRC),  а  поле  называется

        контрольной последовательностью кадра (КПК). В случае несовпадения,

        возможно,  имела  место  ошибка  передачи,  и  принимающая  станция

        посылает  сигнал,  означающий,  что  необходимо  повторить передачу

        кадра.

             При вычислении   КПК   используется    производящий    полином

        16+12+5+1.

             Вычисление и   использование   кода   CRC    производится    в

        соответствии со следующими правилами:

             -) К содержимому кадра  добавляется  набор  нулей,  количество

        которых равно длине поля КПК.

             -) Образованное таким образом число  делится  на  производящий

        полином, который содержит на один разряд больше, чем КПК, и который

        в качестве старшего и младшего разрядов имеет единицы.

             -) Остаток  от  деления  помещается  в поле КПК и передается в

        приемник.

             -) Приемник  выполняет деление содержимого кадра и поля КПК на

        полином.

             -) Если   результат   равен  некоторому  определенному  числу,

        считается, что передача выполнена без ошибок.

             Метод CRC  позволяет  обнаруживать всевозможные кортежи ошибок

        длиной не более шестнадцати разрядов, вызываемых одиночной ошибкой,

        а также 99,9984% всевозможных более длинных кортежей ошибок.

             Рассмотрим на конкретном примере (рисунки  1.1,  1.2,  и  1.3)

        способы  обработки ошибок передачи (протокол HDLC).  На рисунке 1.1

        показано  использование  поля   порядкового   номера   приема   для

        "Отрицательного подтверждения" (NAK) кадра. На рисунке 1.2 показано

        использование  "Неприема"  (REJ),  а   рисунок   1.3   иллюстрирует

        использование "Выборочного неприема" (SREJ).  Здесь рассматривается

        момент n продолжающегося сеанса,  когда станция А передает  кадр  с

        номером 6.

             Ниже приведены  моменты  времени  и  события   для   процесса,

        показанного на рисунке 1.1 (не поддерживаемого протоколом LAPB):

             n, n+1, 2, 3 - Станция А посылает информационные кадры 6, 7, 0

        и  1  (так как 7 является наибольшим допустимым порядковым номером,

        после 7 следует 0).  Во время этого периода станция В  обнаруживает

        ошибку  в  кадре  7.  В n+3 станция А посылает бит опроса,  который

        производит такое же действие,  как и  контрольная  точка,  то  есть

        разрешает ответ от станции В.

             n+4, 5,  6,  7 - Станция А повторно передает кадра 7,  0 и 1 и

        устанавливает бит Р в качестве контрольной точки.

             n+8 - Станция В подтверждает кадры 7, 0, и 1 командой "Готов к

        приему" (RR) и порядковым номером 2, а также устанавливает бит F.

             Исключительное использование поля  порядкового  номера  приема

        N(Пр)  для  отрицательного подтверждения кадра не рекомендуется для

        полнодуплексной передачи.  Так как кадры  передаются  по  каналу  в

        обоих  направлениях,  порядковые  номера  посылки  и  приема  часто

        перекрываются.  Например,  предположим,  что  кадр  4   станции   А

        (N(Пос)=4) передается примерно в то же время, что и кадр станции В,

        который содержит N(Пр)=4.  Станция А может ошибочно заключить,  что

        ее  кадр  4  является  недействительным,  в  то время как станция В

        просто указывает, что следующим она ожидает кадр 4.

             Более эффективный  подход  к исправлению ошибок состоит в том,

        чтобы  указать  ошибочный  кадр  я  в  н  о.  Рисунки  1.2  и   1.3

        иллюстрируют    два    метода    реализации   явных   отрицательных

        подтверждений NAK.  Ниже приведены моменты времени  и  события  для

        процесса, который поясняется рисунком 1.2:

             n, n+1,  2 - Станция А посылает информационные кадра 6,7 и  0.

        Станция  В обнаруживает ошибку в кадра 7 и немедленно посылает кадр

        "Неприема" с порядковым номером приема  7.  Станция  В  не  ожидает

        санкции  на  реализацию  контрольной точки,  но посылает в качестве

        ответа REJ ("Неприем") с установленным битом 1.  Если бы станция  В

        послала   REJ  в  качестве  команды  (то  есть  с  адресным  полем,

        содержащимся в А),  станция А потребовала бы ответить  кадрами  RR,

        RNR  или  REJ.  Однако,  поскольку  REJ  -  это  ответ,  станция  А

        немедленно осуществит повторную передачу искаженного кадра.

             n+3, 4,  5  -  Станция  А  повторно  передает  кадры  7  и 0 и

        устанавливает бит Р в момент времени 5.

             n+6 - Станция В подтверждает кадры 7,  0 и 1, используя "Готов

        к приему" и порядковый номер приема, равный 2.

             Ниже приведены моменты времени и события для процесса, который

        представлен на рисунке 1.3 (не поддерживаемого протоколом LAPB):

             n, n+1,2  - Станция А передает информационные кадры 6,  7 и 0.

        Станция В обнаруживает ошибку в  кадре  7  и  передает  "Выборочный

        неприем" с порядковым номером 7.  Станция В не требует RR,  RNR или

        REJ, так как кадр в n+2 не является командой.

             n+3, 4  -  Станция А повторно передает только кадр 7 и впервые

        передает кадр 1.  Поскольку это "Выборочный  неприем",  кадр  0  не

        передается повторно.

             n+5 - Станция подтверждает все  остальные  кадры  с  "Готов  к

        приему" и порядковым номером приема 2.

                    АНАЛИЗ СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОШИБОЧНОСТИ

                           ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В СЕТЯХ

             В соответствие с особенностями корректирующих кодов выбираются

        кодирующие  и  декодирующие устройства.  Один из методов построения

        кодирующих устройств предполагает применение  логических  схем,  на

        выходах которых при каждом такте кодирования образуются контрольные

        элементы.  Такие устройства более целесообразны при малых значениях

        информационных   и  контрольных  символов.  Другой  способ  требует

        наличия запоминающего  устройства  в  котором  контрольные  символы

        хранятся  и  извлекаются  лишь  при  появлении  на входном регистре

        информационных символов.

             Наиболее сложным  построением  декодирующих устройств является

        метод сравнения,  который требует  запоминающих  устройств  большой

        емкости.  При  пользовании  более простым методом контрольных чисел

        декодирующее устройство по принятым информационным  символам  вновь

        образует контрольные символы, которые и сравнивает с полученными по

        каналу   связи.   Метод   коррекции   предполагает    корректировку

        информационных  символов в зависимости от проверок,  осуществляемых

        по элементам, отстающим друг от друга на какой-то определенный шаг.

             В качестве  примера  на рисунке 2.2 приведена схема построения

        кодирующего  и  декодирующего  устройств   применительно   к   коду

        Хэмминга.   Информационные  элементы  из  информационного  регистра

        поступают  в  сумматоры,   число   которых   равняется   количеству

        контрольных   символов.   Образовавшиеся   на   выходах  сумматоров

        контрольные символы записываются в  ячейки  проверочного  регистра.

        Формирование элементов кодовой комбинации и ее выдача в канал связи

        выполняются   под   воздействием   управляющих   импульсов    через

        переключатель П.

             При декодировании  каждая  кодовая  комбинация  фиксируется  в

        приемном  регистре  и  проверяется  на  четность в сумматорах.  При

        правильной передаче на выходах сумматоров отмечаются только нули, и

        информационные  элементы через переключатель П выдаются получателю.

        Если  же  передача   произошла   неверно   составляется   ненулевое

        контрольное  число,  в зависимости от которого дешифратор формирует

        семиэлементную комбинацию,  состоящую из семи нулей и одной единицы

        в том элементе,  где произошла ошибка. При сложении этой комбинации

        с  принятой  кодовой  комбинацией  образуется   правильное   число,

        информационные   элементы  которого  через  переключатель  П  будут

        отправлены получателю.

             Кодирующие и особенно декодирующие устройства, применяемые для

        кодов с исправлением ошибок,  являются  более  сложными,  поскольку

        схемы  их  построения  содержат целый ряд дополнительных устройств.

        Разработаны два варианта упрощенной  технической  реализации  таких

        декодирующих устройств:

             -) Вероятностный,  при котором высоковероятные  малоискаженные

        кодовые  комбинации  декодируются  без  проверки,  а маловероятные,

        сильноискаженные - с проверкой и исправлениями.

             -) Алгебраический,   при  котором  используется  неоптимальный

        алгоритм декодирования, имеющий более простую схему построения.

             В вычислительных   системах  корректирующие  коды  в  основном

        используются   для   обнаружения   ошибок,   исправление    которых

        осуществляется  путем  повторной передачи искаженной информации.  С

        этой целью почти все сети используют системы  передачи  с  обратной

        связью.  Кроме  того,  наличие  между абонентами двусторонней связи

        облегчает применение таких систем.

             Системы передачи с обратной связью подразделяются на:

             -) системы с решающей обратной связью

             -) системы с информационной обратной связью

             В первом  случае  решение  о  повторной  передаче   информации

        выносит приемник,  а во втором случае аналогичное решение принимает

        передатчик.

             Особенностью системы  с  решающей  связью  (или,  как их иначе

        называют,  систем с автоматическим запросом ошибок,  или  систем  с

        перезапросом)  является  обязательное  применение помехоустойчивого

        кодирования,  с помощью которого на приемной станции осуществляется

        проверка принимаемой информации.  Канал обратной связи используется

        для посылки на передающую сторону или сигнала  переспроса,  который

        свидетельствует   о   наличии   ошибки  и  необходимости  повторной

        передачи,   или   сигнала   подтверждении   правильности    приема,

        автоматически определяющего начало следующей передачи.

             В целях  повышения  скорости  передачи  передающая  аппаратура

        обычно   не   ожидает   сигнала  с  приемной  стороны,  а  работает

        непрерывно.  При появлении ошибки и приеме сигнала  переспроса  она

        повторяет всю информацию,  начиная с неверно принятой.Это несколько

        усложняет всю систему в целом, так как требуется дополнительное ЗУ.

1	2	3	4