Mehanizmi pouzdanog prenosa

Transcript

1 Mehanizmi pouzdanog prenosa ontroa greške Teekomunikacioni sistemi unose grešku pikacije zahtijevaju određeni nivo pouzdanosti pikacije prenosa podataka zahtijevaju prenos bez greške Govor & video apikacije toeriše određeni nivo greške ontroa greške se koristi kada prenosni sistem ne zadovojava zahtjeve apikacije ontroa greške obezbjeđuje da se podaci do određenog nivoa prenose bez greške Dva osnovna principa: Detekcija greške & retransmisija (RQ) Forward error correction (FE) Najčešće se reaizuje na nivoima inka i transporta

2 jučna ideja Svi prenošeni bokovi podataka ( kodne riječi ) treba da zadovojavaju šabon (pattern) ko primjeni bok ne zadovojava šabon, znači da se pojavia greška Redundansa: Samo podskup svih mogućih bokova može biti kodna riječ Probem nastaje kada kana transormiše kodnu riječ u drugu kodnu riječ!!!!!! orisnikova inormacija Svi uazi kanaa zadovojavaju pattern ii usov oder ana Izaz kanaa Provjera patterna Predaja korisnikove Inormacije ii aarm greške Redundantni biti & detekcija greške Biti inormacije Prijem bita inormacije k bita Ponovno izračunavanje redund. bita Izračunavanje redundantnih bita Sanje redundantnih bita n k bita kana Primjeni redundantni biti Upoređenje Inormacija prihvaćena ako se redund. biti sažu

3 Poređenje pristup End-to-End i Hop-by-Hop ontroa greške (kao i kontroe protoka i zagušenja) može biti impementirana u okviru protokoa tako da se obavja End-to-end (od kraja do kraja mreže) Hop-by-hop (na svakom inku u mreži) ontroa greške na nivou inka (a) (b) Paketi Nivo inka Fizički nivo Frejmovi Entitet izičkog nivoa Paketi Nivo inka Fizički nivo 3 Medijum 3 za prenos B B Nivo inka unkcioniše između direktno povezanih uređaja Frejmovi mogu biti oštećeni, izgubjeni ai pristižu po redosedu Nivo inka obavja provjeru greške i retransmisiju Obezbjeđuje prenos paketa bez greške između dva sistema Entitet nivoa inka 3 Enitet nivoa mreže 3

4 ontroa greške na transportnom nivou Protoko transportnog nivoa (npr. TP) šaje segmente preko mreže i obavja kontrou greške od kraja do kraja i retransmisiju ako se pojavi potreba Mreža se smatra nepouzdanom Poruke Poruke Nivo transporta Segmenti Nivo transporta Nivo mreže Nivo mreže Nivo mreže Nivo mreže rajnji sistem Nivo inka Fizički nivo Nivo inka Fizički nivo Nivo inka Fizički nivo Nivo inka Fizički nivo rajnji sistem B Mreža Segmenti mogu previše kasniti, mogu biti izgubjeni, mogu doći van sekvence jer paketi putuju razičitim putanjama zbog toga je posao kontroe greške od kraja do kraja je mnogo teži 3 rajnji sistem α rajnji sistem β Medijum za prenos Mreža B 3 Entitet mrežnog nivoa 4 Entitet transp. nivoa 4

5 Poređenje Hop-by-hop Data Data Data Data / N / N / N / N End-to-end Data Data /N Data Data Hop-by-hop ne garantuje EE ispravnost Brži oporavak Mrežna čvorišta su jednostavna Skaabinije rješenje ako je inteigencija na obodu mreže Tehnike detekcije greške Šeme ponavjanja Šeme provjere parnosti Suma provjere (checksum) ikična provjera redundanse (ycic redundancy check) Provjere bazirane na Hammingovom kodu Hash unkcija Horizontane i vertikane provjere redundanse Šeme poarnosti 5

6 Tehnike detekcije greške Šeme ponavjanja odna šema koja ponavja istovjetne bite nekoiko puta. Veoma jednostavna metoda koja ima veoma oše perormanse u sučaju kanaa sa bijeim Gausovim šumom. Oznaka (r,) znači da se svaki bit ponavja r puta. Npr., u sučaju (3,) koda ponavjanja, povorka bita m = se kodira u c =. Detekcija određenog bita se ogeda u brojanju primjenih vrijednosti i utvrđivanju koja se češće pojavjuje Npr., neka je u sučaju koda (3,) primjena sekvenca c =. Dekodirana poruka je m =, zato što se u prva tri bita češće pojavjue, druga dva, a u treća tri ponovo. Sa povećanjem r u kanaima sa bijeim Gausovim šumom dobijamo ošije perormanse, dok se u kanau sa edingom ova šema ponaša znatno boje. Tehnike detekcije greške Provjera parnosti Primjenjuje se za provjeru parnosti k inormacionih bita Sve kodne riječi imaju paran (neparan) broj jedinica Prijemnik provjerava da i je broj jedinica paran (neparan) Svi obici greške koji mijenjaju kodnu riječ tako da je broj jedinica neparan (paran) se mogu detektovati Svi obici greške koji mijenjaju kodnu riječ tako da je broj jedinica paran (neparan) se ne mogu detektovati Bit parnosti se koristi u SII kodu Inormacioni Biti: b, b, b 3,, b k Bit provjere: b k+ = b + b + b b k moduo odna riječ: (b, b, b 3,, b k,, b k+ ) 6

7 Tehnike detekcije greške Primjer koda jednostruke parnosti Inormacija (7 bita): (,,,,,, ) Bit parnosti: b 8 = = odna riječ (8 bita): (,,,,,,, ) ko se pojavi jednostruka greška na bitu 3 : (,,,,,,, ) Broj jedinica je 5, neparan broj Greška detektovana ko se greška javja na 3 i 5 bitu: (,,,,,,, ) Broj jedinica je 4, paran Greška se ne može detektovati!!!!!!! Tehnike detekcije greške oiko je dobra tehnika jednostruke parnosti? Redundansa: Jednostruki kod provjere parnosti dodaje redundantni bit na k inormacionih bita: zagavje = /(k + ) Pokrivanje: sve greške sa neparnim brojem grešaka se mogu detektovati Pattern greške je binarni (k + )-struki bok sa jedinicama gdje se javjaju greške i nuama tamo gdje se one ne javjaju Od k+ binarnih (k + )-strukih bokova, ½ je neparno, tako da se 5% patterna greške detektuje Da i je moguće detektovati veći broj grešaka ako se doda više bita provjere? Da, sa pravim kodovima 7

8 Tehnike detekcije greške Šta ako su greške sučajne? Mnogi prenosni kanai unose greške sučajno, nezavisne jedne od drugih, sa vjerovatnoćom p Neke greške su vjerovatnije od drugih: P[] = p( p) 7 = ( p) 8 p p P[] = p ( p) 6 = ( p) 8 p i p U bio kojem vajanom kanau p <.5, tako da je (p/( p)) < Izgeda da su patterni sa jednom greškom vjerovatniji od patterna sa dvije greške itd. oiko iznosi vjerovatnoća da se pojavi greška koja se ne može detektovati? Tehnike detekcije greške Jednostruki kod provjere parnosti sa sučajnim greškama Ne mogu se detektovati greške sa parnim brojem pogrešnih bita: P[nedetkovanja greške] = P[pojava greške koja se ne može detektovati] = P[greške sa parnim brojem jedinica] n n = p ( p) n- + p 4 ( p) n Primjer: Izračunati za n = 3, p = -3 3 P[nedetkovanja greške] = ( -3 ) ( -3 ) ( -3 ) 4 ( -3 ) ( -6 ) ( - ) 4.96 ( -4 ) Za ovaj primjer, pribižno jedna od greški se ne detektuje 8

9 Tehnike detekcije greške Dvodimenzionana provjera parnosti Više bita parnosti pobojšava detekciju Organizuje inormaciju u koone Dodaje jedan bit parnosti svakoj kooni Dodaje inanu koonu parnosti orišćena je u ranim sistemima za kontrou greške Posednja koona se sastoji od bita provjere za svaku vrstu Donja vrsta sadrži bite provjere za svaku koonu Mogućnost detekcije greške Jedna greška Tri greške Dvije greške Četiri greške se ne detektuju!!!!!,, ii 3 greške se uvijek mogu detektovati; Sve greške sa više od 4 pogrešna bita se ne detektuju Streice ukazuju na pogrešne bite provjere 9

10 Šta je dobar kod? Mnogi kanai izazivaju greške koji imaju manji broj pogrešnih bita Ove greške mapiraju prenešenu kodnu riječ u obižnji n-struki bok ko su kodne riječi međusobno biske tada se javja greška u detekciji Dobri kodovi bi trebai maksimizirati rastojanje između kodnih riječi o o o o x x o x x x o o x x o o o o o x = kodne riječi o = ne kodne riječi Maa rastojanja Zadovojavajuća o x x rastojanja o o o o x o x o x o o o x x o o Tehnike detekcije greške Suma provjere hecksum Više Internet protokoa (npr. IP, TP, UDP) koriste bite provjere za detektovanje grešaka u IP zagavju (ii u zagavju i podacima TP/UDP) Suma provjere se izračunava za određeni dio paketa (najčešće samo zagavje) i upisuje u posebno poje zagavja. Suma provjere se ponovo izračunava na mrežnim čvorištima i krajnjoj destinaciji, tako da je izabran agoritam koji je ak za impementaciju u sotveru Neka se zagavje sastoji od L, 6-bitnih riječi, b, b, b,..., b L- goritam izračunava 6-bitnu sumu provjere b L

11 Tehnike detekcije greške Izračunavanje sume provjere Suma provjere b L se izračunava na sedeći način: Svaka 6-bitna riječ se tretira kao prirodan broj. Zatim se ti brojevi saberu i dobija se x = b + b + b b L- moduo 6 - Suma provjere je drugi kompement od sume, tj. b L = - x moduo 6 - Na taj način, sadržaj zagavja i poje sume provjere moraju zadovojavati sedeći pattern: = b + b + b b L- + b L moduo 6 - Izračunavanje sume provjere se obavja sotverski Tehnike detekcije greške Napomena ada se sabiraju brojevi, prenos sa najznačajnijeg bita se dodaje rezutatu prenos suma kompement hecksum

12 Tehnike detekcije greške ikična provjera redundanse (ycic Redundancy heck) oriste se poinomi umjesto vektora za predstavjanje kodnih riječi ritmetika poinoma umjesto kontronih suma Impementiraju se korišćenjem koa sa pomjeračkim registrima Većina standarda u komunikacijama podataka koristi ovu vrstu kodova za detekciju greške Ovi kodovi predstavjaju odičnu bazu za reaizaciju moćnih metoda za korekciju greške Originanoj poruci odgovara poinom koji se dijei sa generišućim poinomom. Ostatak pri dijejenju se upisuje u R poje. Na prijemu se poinom koji odgovara primjenoj poruci dijei generišućim poinomom. Ostatak pri dijejenju se upoređuje sa sadržajem R poja. ko nema razika prenos je bio uspješan. Ovi kodovi se zovu još i poinomijani kodovi. Binarna aritmetika poinoma Binarni vektor se mapira u poinome Sabiranje: Množenje: (i k-, i k-,, i, i, i ) à i k- x k- + i k- x k- + + i x + i x + i (x 7 + x 6 + ) + (x 6 + x 5 ) = x 7 + x 6 + x 6 + x 5 + = x 7 +(+)x 6 + x 5 + = x 7 +x 5 + jer je += mod (x + ) (x + x + ) = x(x + x + ) + (x + x + ) = x 3 + x + x + x + x + = x 3 +

13 Binarno dijejenje poinoma Dijejenje poinoma djeiac x 6 + x 5 : x 3 + x + = x 3 +x +x x 6 + x 4 + x 3 x 5 + x 4 + x 3 x 5 + x 3 + x x 4 + x x 4 + x + x x = r(x) ostatak Napomena: Stepen r(x) je manji nego stepen djeioca Tehnike detekcije greške R od ima binarni generišući poinom stepena n k g(x) = x n-k + g n-k- x n-k- + + g x + g x + k inormacionih bita deiniše poinom stepena k i(x) = i k- x k- + i k- x k- + + i x + i x + i ij je pronaći poinom ostatka sa stepenom reda n k (maksimano) tako da je x n-k i(x) = q(x)g(x) + r(x) Deiniše se poinom kodne riječi stepena n b(x) = x n-k i(x) + r(x) n bita n bita n-k bita 3

14 Primjer: k = 4, n= 7 Generišući poinom: g(x)= x 3 + x + Inormacija: (,,,) i(x) = x 3 + x odiranje: x 3 i(x) = x 6 + x 5 x 3 + x + x x 3 + x + ) x 6 + x 5 x 6 + x 4 + x 3 x 5 + x 4 + x 3 x 5 + x 3 + x x 4 + x x 4 + x + x Prenošena kodna riječ: b(x) = x 6 + x 5 + x b = (,,,,,,) x ) Pattern u poinomijanom kodiranju Sve kodne riječi zadovojavaju sedeći pattern: b(x) = x n-k i(x) + r(x) = q(x)g(x) + r(x) + r(x) = q(x)g(x) Sve kodne riječi su mutipi od g(x)!!!!!! Prijemnik dijei primjene n-torke sa g(x) i provjerava da i je ostatak nua ko ostatak nije nua, tada primjena n-torka nije kodna riječ 4

15 Impementacija pomjeračkog registra. Prijem inormacionih bita i k-,i k-,,i,i,i. Dodavanje n k nua inormacionim bitima 3. Uvesti sekvencu u koo pomjeračkog registra koje obavja dijejenje poinoma 4. Posije n shit-ova, pomjerački registar sadrži ostatak oo za dijejenje + oder za g(x) = x 3 + x +,,,i,i,i,i 3 g = g = g 3 = Reg + ock Uaz Reg Reg Reg - = i 3 = i 3 = i 4 = i Biti provjere: r = r = r = r(x) = x Reg Reg 5

16 Greške koje se ne mogu detektovati (Predajnik) b(x) + (Prijemnik) R(x)=b(x)+e(x) (ana) e(x) Poinom greške e(x) ima jedinice na mjestima greške, a nue na drugim mjestima Prijemnik dijei primjeni poinom R(x) sa g(x) Probem: ako je e(x) mutip od g(x), i kodna riječ razičita od nue tada R(x) = b(x) + e(x) = q(x)g(x) + q (x)g(x) Skup grešaka koje se ne mogu detektovati je skup nenutih poinoma. Dizajniranje dobrih poinomijanih kodova Treba izabrati generišući poinom tako da najvjerovatniji obici greške ne budu mutipi od g(x) Detektovanje pojedinačnih grešaka e(x) = x i za grešku na i + bitu ko g(x) ima više od jednog čana ne može dijeiti x i bez ostatka Detektovanje dvostrukih grešaka e(x) = x i + x j = x i (x j-i +) gdje je j>i ko g(x) ima više od jednog čana, ne može dijeiti x i bez ostatka ko je g(x) prost poinom, ne može dijeiti x m + bez ostatka za svako m< n-k - (Potrebno je obezbijediti da kodna riječ bude manja od n-k -) Prosti poinomi se mogu naći uz konsutaciju knjiga iz teorije kodova 6

17 Dizajniranje dobrih poinomijanih kodova (nastavak) Detekcija neparnog broja grešaka Pretpostavimo da poinomi kodnih riječi imaju paran broj jedinica, tada sve greške sa neparnim brojem pogrešnih bita se ako detektuju Takođe, b(x) za x = je jer b(x) ima paran broj jedinica To znači da x + mora biti aktor za svaki b(x) Treba odabrati g(x) = (x + ) p(x) gdje je p(x) prost poinom Standardni generišući poinomi R = cycic redundancy check R-8: = x 8 + x + x + R-6: = x 6 + x 5 + x + = (x + )(x 5 + x + ) TM Bisync ITT-6: = x 6 + x + x 5 + ITT-3: HDL, XMODEM, V.4 IEEE 8, DoD, V.4 = x 3 + x 6 + x 3 + x + x 6 + x + x + x + x 8 + x7 + x 5 + x 4 + x + x + 7

18 Tehnike korekcije greške utomatic Repeat request (RQ) Stop-and-wait RQ, Go-Back-N RQ Seective Repeat RQ. Hybrid RQ odovi za korekciju greške Forward Error orrection (FE) koriste prethodno opisane tehnike (provjera parnosti, checksum, R, Hammingov kod...) za detekciju greške Hammingovi kodovi mogu ispraviti greške na jednom bitu i detektovati dvobitne greške Za greške višeg reda se mogu koristiti konvoucioni i bok kodovi. RQ utomatic Repeat request (RQ) Stop-and-wait RQ, Go-Back-N RQ Seective Repeat RQ. Hybrid RQ (kombinacija RQ i FE) Osnovni eementi RQ: Pouzdan kod za detekciju greške -ovi (positive acknowedgments- pozitivne potvrde) N-ovi (negative acknowegments negativne potvrde) Timeout mehanizam 8

19 Stop-and-Wait RQ Posati ejm, čekati Paket ktiviran timer posije svakog sanja ejma Predajna strana (Proces ) Inormacioni ejm ontroni ejm Prijemna strana (Proces B) Paket bez greške Zagavje Inormacioni paket R Zagavje R Inormacioni ejm ontroni ejm: Potreba za numeracijom ejmova (brojevi u sekvenci) (a). ejm izgubjen B Frejm Time-out Frejm Frejm Frejm Vrijeme (b) izgubjen B Frejm Time-out Frejm Frejm Frejm Vrijeme U oba sučaja predajna strana unkcioniše na isti način U sučaju (b) prijemna strana B prihvata ejm dva puta ako prijemna strana zna da je treći primjeni ejm, ejm? Treba dodati broj u sekvenci!!!! S pos je broj u sekvenci posednjeg posatog ejma 9

20 Potreba za numeracijom ejmova (brojevi u sekvenci) (c) Prijevremeni Time-out B Time-out Frejm Frejm Frejm Frejm Vrijeme Prijemna strana nije dobro razumjea dvostruki, Drugi kao da potvđuje ejm ako da predajna strana zna da su posata dva za ejm? Treba dodati broj u sekvenci i u zagavje R sed je broj u sekvenci ejma kojeg očekuje prijemna strana Impicitno potvrđuje prijem svih prethodnih ejmova Jednobitni broj u sekvenci je dovojan S pos Timer R sed Predajna strana S pos Prijemna strana B R sed Stanja: (S pos, R sed ) za ejm stiže na predajnu stranu (,) Frejm bez greške doazi na prijemnu (,) stranu Frejm bez greške (,) doazi na prijemnu stranu (,) za ejm stiže na predajnu stranu

21 Stop-and-Wait RQ Predajna strana ktivno stanje Čeka zahtjeve sa viših nivoa za sanje paketa ada zahtjev stigne, šaje ejm sa ažuriranom vijednošću S pos i R Preazi u stanje čekanja Stanje čekanja Čeka na ii isticanje tajmera; bokira zahtjeve sa viših nivoa ko istekne timeout Ponovo šaje ejm i resetuje timer ko primi : ko je broj u sekvenci netačan ii je detektovao grešku: ignoriše ko je broj u sekvenci ispravan (R sed = S pos +) i nema greške prima ejm i preazi u aktivno stanje Prijemna strana Uvijek se naazi u aktivnom stanju Čeka na doazak novog ejma ada ejm stigne, provjerava greške ko nema grešaka i broj u sekvenci je korektan (S pos =R sed ), tada Prima ejm, ažurira R sed, šaje ejm za R sed, predaje paket višem nivou ko nema grešaka a pogrešan je broj u sekvenci odbacuje ejm šaje ejm sa R sed ko je greška detektovana Odbacuje ejm Primjena Stop-and-Wait RQ IBM Binary Synchronous ommunications protoco (Bisync): protoko nivoa inka Xmodem: modem ie transer protoco Trivia Fie Transer Protoco (RF 35): jednostavan protoko za prenos ajova preko UDP protokoa

22 Eikasnost Stop-and-Wait Prvi bit ejma uazi na medijum Posednji bit ejma uazi na medijum Medijum sobodan dok predajna strana čeka stiže t B t Prvi bit ejma doazi do prijemne strane Posednji bit ejma doazi do prijemne strane Prijemna strana obrađuje ejm i priprema Prijemna strana šaje Frejmu veičine bita na inku kapaciteta Mb/s treba ms za prenos ko čeka na = ms, eikasnost je = /= 9% ko čeka na = ms, eikasnost =/3 = 33% Stop-and-Wait Mode t = ukupno vijeme prenosa ejma t proc B t prop t t proc t ack t prop t = t = t prop prop + t + t proc proc + t + t ack n na + + R R Broj bita u ejmu koji nosi inormaciju Broj bita u ejmu apacitet kanaa (Brzina prenosa)

23 Eikasnost S&W u kanau bez greške Eektivna brzina prenosa: R e Biti zagavja i R poja broj inormacionih bita predatih destinaciji n = = vrijeme potrebno za prenos n t o, Eikasnost prenosa: Re η = R n n t = R o = n + n a no n ( t prop + t + n proc. ) R Uticaj veičine zagavja Uticaj veičine ejma Uticaj proizvoda kašnjenja i brzine prenosa Primjer: Uticaj proizvoda kašnjenja i brzine prenosa n =5B =bita, n a =n o =5B=bita xkašnjenjexb rzina prenosa Eikasnost ms km ms km ms km s km R=Mb/s.4* 4 88% 4.4* 4 49%.4* 5 9%.4* 6 % R= Gb/s * 6 % * 7.% * 8.% * 9.% Stop-and-Wait ne unkcioniše dobro za vro veike brzine prenosa ii veika kašnjenja usijed propagacije 3

24 Eikasnost S&W u kanau sa greškom Neka je P vjerovatnoća da ejm stiže bez greške Srednji broj pokušaja prenosa do prvog uspješnog prenosa je / ( P ) Srednje ukupno vrijeme prenosa je t /( P ) η SW = R e R = n n o t P = R n o n + n a n + (t prop + t proc )R n ( P ) Eekat gubitka ejma Primjer: Uticaj BER-a (Bit Error Rate) n =5B=bita, n a =n o =5B=bita Pronaći eikasnost za sučajne greške vjerovatnoće po bitu p=, -6, -5, -4 n n p P = ( p) e za veiko n i mao p P Eikasnost Mb/s i ms p= p= -6 p= -5 p= -4 88% % % % Greška obara eikasnost!!!!!! 4

25 Pipeined protokoi Pipeining : pošijaac dozvojava istovremeni prenos više paketa čiji prijem nije potvrđen Opseg brojeva u sekvenci mora biti proširen Baerovanje na predajnoj i/ii prijemnoj strani a) Stop and wait protoko b) Pipeine protoko Najpoznatiji predstavnici ovih protokoa su: go-back- N, seective repeat Go-Back-N Pobojšani Stop-and-Wait bez čekanja! Zauzima se kana neprekidnim sanjem ejmova Dozvojava prozor od W s nepotvrđenih ejmova oristi m-bitnu sekvencu numeracije ko za najstariji ejm stigne prije nego što je prozor postao prazan, može da se nastavi sanje podataka ko je prozor prazan, zaustavja sanje i šaje sve nepotvrđene ejmove ternativa: orišćenje timeout mehanizma 5

26 Go-Back-N RQ Go-Back-4: 4 ejma su nepotvrđena; idi nazad za Vrijeme B Frejmovi van sekvence Pipeined prenos ejmova čini kana uvijek zauzetim R sed Frejm sa greškom i ejmovi van sekvence se ignorišu i odbacuju Predajna strana mora da se vrati unazad za veičinu prozora kada je prozor ispražnjen Veičina prozora mora biti dovojna da pokrije RTT (round trip time) Stop-and-Wait RQ Istekao timeout Vrijeme B Prijemnik očekuje R sed = Go-Back-N RQ Četiri ejma su nepotvrđena; zato nazad za Vrijeme B Prijemnik očekuje R sed = Frejmovi van sekvence

27 Go-Back-N sa Timeout mehanizmom Probem sa opisanim Go-Back-N: ko se ejm izgubi, a izvorišna strana nema ejmova za sanje, tada prozor neće biti ispražnjen i oporavka neće biti Najpoznatija rješenja su aktivirati timeout za najstariji ii svaki ejm ada timeout istekne, obaviti retransmisiju svih nepotvrđenih ejmova Go-Back-N predajna & prijemna strana Predajna strana Predajni prozor... Posati i potvrđeni ejmovi S pos S tren S pos +W s - Prijemna strana Prijemni prozor Timer Timer Timer Baer S pos S pos +... S tren... S pos +W s - Najstariji nepotvrđeni ejm Posednji posati ejm Maksimani dozvojeni broj u sekvenci Primjeni ejmovi R sed Prijemna strana prihvata samo ejmove bez greške i sa brojem u sekvenci R sed ada takav ejm stigne R sed se poveća za jedan, tako da se prijemni prozor pomjera udesno za jedan 7

28 Pomjeranje prozora Predajna strana Predajni prozor... m-bitna sekvenca numeracije Frejmovi posati i potvrđeni S pos S tren S pos +W s - m Predajna strana čeka potvrdu bez greške sa brojem S pos ada takva potvrda stigne, S pos se povećava za jedan, a predajni prozor se pomjera udesno za jedan S pos Predajni prozor i i + W s i + Maksimana dozvojena veičina prozora je W s = m - M = = 4, Go-Back - 4: Predajnik se vraća za Vrijeme B 3 R sed 3 Prijemna strana ima R next =, ai ne može znati da i je za je primjen, tako da ne može znati da i je to stari ii novi ejm M = = 4, Go-Back-3: Predajnik se vraća za 3 Vrijeme B R sed 3 3 Prijemnik ima R next = 3, tako da odbacuje stari ejm 8

29 Piggybacking u dvosmjernim GBN Predajnik Prijemnik S B tren RB sed S tren R sed Prijemnik Predajnik Prijemni prozor B Prijemni prozor R sed Predajni prozor... R B sed B Predajni prozor... S pos S pos +W s - Timer Timer Timer Baeri S pos S pos +... S tren... Timer S pos +W s - Napomena: Frejmovi bez greške ai van sekvence se odbacuju posije provjere R sed S B pos S B pos +W B s - Baeri Timer S B pos Timer S B pos +... Timer S B tren... Timer S B pos +W B s - Primjena Go-Back-N RQ HDL (High-Leve Data Link ontro): protoko nivoa inka V.4 modem: kontroa greške kod teeonskih modemskih inkova 9

30 Potrebno Timeout vrijeme i veičina prozora t = ukupno vijeme prenosa ejma t proc B t prop t t proc t ack t prop Timeout vrijeme treba da bude dovojno za: Dva vremena propagacije + vrijeme obrade: T prop + T proc Sanje ejma koji počne da se šaje neposredno po prijemu posmatranog ejma Sedeći ejm nosi, T W s bi trabao da bude veiko tako da je kana zauzet tokom cijeog T out Potrebna veičina prozora za proizvod kašnjenja i brzine prenosa Frejm = 5B=,bita, R = Mb/s (t prop + t proc ) x ašnj. x Brz. pren. Prozor ms bita ms, bita s,, bita s,, bita 3

31 Eikasnost Go-Back-N GBN je eikasan, ako je W s dovojno veiko tako da je medijum uvijek zauzet, pri čemu u kanau nema gubitka Neka je P vjerovatnoća pogrešnog prenosa ejma, tada je vrijeme predaje ejma: t ako prvi pokušaj prenosa uspije ( P ) t + W s t /(-P ) ako prvi pokušaj prenosa ne uspije P Wt s Wt s tgbn = t ( P ) + P { t + } = t + P i P P η GBN n no no t n GBN = = ( P ) R + ( W ) P s Proizvod kašnjenja i brzine prenosa određuje W s Primjer: Uticaj BER na GBN n =5B= bita, n a =n o =5B= bita Uporediti eikasnosti S&W i GBN za nivoe BER p =, -6, -5, -4 i R = Mb/s RTT= ms Mb/sxms = bita = ejmova oristiti W s = Eikasnost p= p= -6 p= -5 p= -4 S&W 8.9% 8.8% 8.% 3.3% GBN 98% 88.% 45.4% 4.9% Go-Back-N predstavja značajno pobojšanje u odnosu na Stop-and-Wait za veiki proizvod kašnjenja i brzine prenosa Go-Back-N postaje neeikasan ako BER raste 3

32 Seective Repeat RQ Go-Back-N RQ je neeikasan zato što se u sučaju gubitka ponovo šaje N ejmova Seective Repeat ponovo šaje samo jedan ejm Timeout izaziva retransmisiju tačno određenog ejma Ponavjanje potvrde već potvrđenog ejma izaziva retransmisiju najstarijeg ejma Prijemna strana nadzire prijemni prozor sa brojevima u sekvenci ejmova koji mogu biti primjeni Frejmovi bez greške, ai van sekvence i unutar prijemnog prozora se baeruju Doazak ejma sa R sed izaziva pomjeranje prozora za najmanje udesno Seective Repeat RQ (Ws=Wr=5) Fr 7 Fr 8 Fr 9 Vrijeme B

33 Seective Repeat RQ Predajna strana Predajni prozor... Prijemna strana Prijemni prozor Posati i potvrđeni ejmovi S pos S tren S pos + W s - Primjeni ejmovi R sed R sed + W r - Timer Baeri S pos Baeri R sed + Timer Timer S pos +... S tren... R sed +... R sed + W r - Maksimaan broj primjenih S pos + W s - Predajni i prijemni prozori Predajna strana Prijemna strana m - S pos Predajni prozor i i + W s i + m - R sed Prijemni prozor i j ada stigne pomjera se za k unaprijed sa R sed = S pos + k k =,, W s - j + W r Pomjera se za ii više kada stigne ejm sa brojem u sekvenci jednakom R sed 33

34 oje su vrijednosti W s i W r dozvojene? Primjer: M= =4, W s =3, W r =3 Predajni prozor Frejm se ponovo šaje {,,} {,} {} {.} Vrijeme Prijemni prozor B 3 {,,} {,,3} {,3,} {3,,} Stari ejm se prihvata kao novi zato što upada u prozor W s + W r = m je maksimano dozvojeno!!!!! Primjer: M= =4, W s =, W r = Predajni prozor {,} {} {.} Frejm se ponovo šaje Vrijeme Prijemni prozor B {,} {,} {,3} Stari ejm se odbacuje jer upada van prozora 34

35 Zašto W s + W r = m unkcioniše? Predajna strana šaje ejmove od do Ws-; predajni prozor je prazan Svi stižu do prijemne strane Sve potvrde su izgubjene Predajna strana ponovo šaje ejm m - Prijemni prozor počinje sa {,, W r } Prozor se pomjera na {W s,,w s +W r -} Prijemna strana odbacuje ejm zato što je van prozora m - S pos W s +W r - Predajni prozor W s - Prijemni prozor R sed W s Primjena Seective Repeat RQ TP (Transmission ontro Protoco) Service Speciic onnection Oriented Protoco: kontroa greške za signane poruke u TM mreži 35

36 Eikasnost Seective Repeat Neka je vjerovatnoća greške u prenosu ejma P, tada srednje vijeme potrebno za prenos ejma: t /(-P ) η SR = t n n o /( P R ) n = ( n o )( P ) Primjer: Uticaj BER-a na Seective Repeat n =5B= bita, n a =n o =5B= bita Uporediti eikasnost S&W, GBN & SR za nivoe BER-a p=, -6, -5, -4 i R= Mb/s & ms Eikasnost p= p= -6 p= -5 p= -4 S&W 8.9% 8.8% 8.% 3.3% GBN 98% 88.% 45.4% 4.9% SR 98% 97% 89% 36% Seective Repeat je značajno boji od GBN i S&W, ai ni on nije imun na uticaj povećanja BER-a 36

37 Poređenje eikasnosti RQ mehanizama Neka su n a i n o zanemarjivo mai u odnosu na n, i L = (t prop +t proc )R/n =(W s -), tada je Seective-Repeat: no ηsr = ( P )( ) ( P ) n Go-Back-N: Za P, SR & GBN su identični η GBN P = + ( W ) P Stop-and-Wait: ( P ) ηsw = n ( t prop + t a + + n n S P = + LP proc P ) R + L Za P, GBN & SW su identični Eikasnost RQ mehanizama Poređenje eikasnosti RQ mehanizama Seective Repeat Go Back N S top and Wait Go Back N S top and Wait LOG(p) p Proizvod kašnjenja i brzine prenosa =, 37