Akış kontrolü (veri) - Flow control (data)
Gelen veri iletişimi , akış kontrol yavaş alıcı ezici bir hızlı gönderen önlemek için iki düğüm arasında veri iletim hızının yönetme sürecidir. Alıcının iletim hızını kontrol etmesi için bir mekanizma sağlar, böylece alıcı düğüm, verici düğümden gelen verilerle boğulmaz. Akış kontrolü, tıkanıklık fiilen meydana geldiğinde veri akışını kontrol etmek için kullanılan tıkanıklık kontrolünden ayırt edilmelidir . Akış kontrol mekanizmaları, alıcı düğümün gönderici düğüme geri bildirim gönderip göndermediğine göre sınıflandırılabilir.
Akış kontrolü önemlidir çünkü gönderen bir bilgisayarın bilgiyi hedef bilgisayarın alıp işleyebileceğinden daha hızlı bir hızda iletmesi mümkündür. Bu, alıcı bilgisayarların gönderen bilgisayara kıyasla yoğun bir trafik yüküne sahip olması veya alıcı bilgisayarın gönderen bilgisayardan daha az işlem gücüne sahip olması durumunda gerçekleşebilir.
dur ve bekle
Dur ve bekle akış kontrolü, akış kontrolünün en basit şeklidir. Bu yöntemde mesaj birden çok çerçeveye bölünür ve alıcı bir veri çerçevesi almaya hazır olduğunu belirtir. Gönderici, belirli bir süre boyunca (zaman aşımı olarak adlandırılır) her çerçeveden sonra bir alındı bildirimi (ACK) bekler. Alıcı, göndericiye veri çerçevesinin doğru şekilde alındığını bildirmek için ACK'yi gönderir. Gönderici, sonraki çerçeveyi yalnızca ACK'den sonra gönderir.
Operasyonlar
- Gönderen: Bir seferde tek bir çerçeve iletir.
- Gönderici, zaman aşımı içinde ACK almayı bekler.
- Alıcı: Bir çerçeve alırken onay (ACK) iletir.
- ACK alındığında veya zaman aşımına uğradığında 1. adıma gidin.
İletim sırasında bir çerçeve veya ACK kaybolursa, çerçeve yeniden iletilir. Bu yeniden iletim işlemi ARQ ( otomatik tekrar talebi ) olarak bilinir .
Durdur ve bekle ile ilgili sorun, bir seferde yalnızca bir çerçevenin iletilebilmesidir ve bu, çoğu zaman verimsiz aktarıma yol açar, çünkü gönderici ACK'yi alana kadar herhangi bir yeni paket iletemez. Bu süre boyunca hem gönderen hem de kanal kullanılmaz.
Dur ve bekle uygulamasının artıları ve eksileri
Artıları
Bu akış kontrol yönteminin tek avantajı basitliğidir.
Eksileri
Göndericinin ilettiği her çerçeveden sonra ACK'yi beklemesi gerekir. Bu bir verimsizlik kaynağıdır ve özellikle yayılma gecikmesi iletim gecikmesinden çok daha uzun olduğunda kötüdür .
Dur ve bekle, daha uzun iletimler gönderirken verimsizlikler de yaratabilir. Daha uzun iletimler gönderildiğinde, bu protokolde hata olasılığı daha yüksektir. Mesajlar kısaysa, hataların erken tespit edilmesi daha olasıdır. Tek mesajlar ayrı çerçevelere bölündüğünde daha fazla verimsizlik oluşur, çünkü bu iletimi uzatır.
Sürgülü pencere
Bir alıcının bir vericiye bir pencere dolana kadar veri iletme izni verdiği bir akış denetimi yöntemi. Pencere dolduğunda, alıcı daha büyük bir pencerenin reklamını yapana kadar vericinin iletimi durdurması gerekir.
Kayar pencere akış kontrolü, arabellek boyutu sınırlı ve önceden belirlenmiş olduğunda en iyi şekilde kullanılır. Bir gönderici ve bir alıcı arasındaki tipik bir iletişim sırasında alıcı, n çerçeve için arabellek alanı tahsis eder ( n , çerçevelerdeki arabellek boyutudur). Gönderici, bir onay beklemek zorunda kalmadan n çerçeve gönderebilir ve alıcı kabul edebilir . Onay alan çerçevelerin takibine yardımcı olmak için çerçevelere bir sıra numarası atanır. Alıcı, beklenen bir sonraki çerçevenin sıra numarasını içeren bir onay göndererek bir çerçeveyi onaylar. Bu alındı, alıcının belirtilen sayıdan başlayarak n çerçeve almaya hazır olduğunu bildirir. Hem gönderici hem de alıcı, pencere denilen şeyi korur. Pencerenin boyutu, arabellek boyutundan küçük veya ona eşit.
Sürgülü pencere akış kontrolü, dur ve bekle akış kontrolünden çok daha iyi performansa sahiptir. Örneğin, kablosuz bir ortamda, veri hızları düşük ve gürültü seviyesi çok yüksekse, aktarılan her paket için onay beklemek pek mümkün değildir. Bu nedenle, verileri toplu olarak aktarmak, daha yüksek verim açısından daha iyi bir performans sağlayacaktır.
Kayan pencere akış kontrolü, mevcut veri aktarımı tamamlanana kadar başka hiçbir varlığın iletişim kurmaya çalışmadığını varsayan bir noktadan noktaya protokoldür. Gönderici tarafından tutulan pencere, hangi kareleri gönderebileceğini gösterir. Gönderici, penceredeki tüm çerçeveleri gönderir ve bir onay bekler (her çerçeveden sonra onaylamanın aksine). Gönderici daha sonra pencereyi karşılık gelen sıra numarasına kaydırır, böylece mevcut sıra numarasından başlayarak pencere içindeki çerçevelerin gönderilebileceğini belirtir.
geri git
Hata düzeltme için kullanılan, bir negatif alındının (NAK), sonraki N–1 sözcüklerin yanı sıra hatalı sözcüğün yeniden iletilmesine neden olduğu bir otomatik tekrar isteği (ARQ) algoritması. N değeri genellikle, N kelimesini iletmek için geçen süre, vericiden alıcıya ve tekrar geri gidiş dönüş gecikmesinden daha az olacak şekilde seçilir. Bu nedenle, alıcıda bir arabellek gerekli değildir.
Normalleştirilmiş yayılma gecikmesi (a) = yayılma süresi (Tp) ⁄ iletim süresi (Tt) , burada Tp = yayılma hızı (V) üzerinden uzunluk (L) ve Tt = kare hızı (F) üzerinden bit hızı (r). Böylece a = LF ⁄ Vr .
Kullanımı elde etmek için bir pencere boyutu (N) tanımlamanız gerekir. N, 2a + 1'den büyük veya eşitse, iletim kanalı için kullanım 1'dir (tam kullanım). 2a + 1'den küçükse, kullanımı hesaplamak için N ⁄ 1+2a denklemi kullanılmalıdır.
seçici tekrar
Seçici tekrar , hem verici hem de alıcının bir sıra numarası penceresine sahip olduğu bağlantı yönelimli bir protokoldür. Protokol, onay olmadan gönderilebilecek maksimum mesaj sayısına sahiptir. Bu pencere dolarsa, en erken bekleyen mesaj için bir onay alınana kadar protokol engellenir. Bu noktada vericinin daha fazla mesaj göndermesi açıktır.
karşılaştırma
Bu bölüm, dur ve bekle , sürgülü pencereyi geri N ve seçici tekrar alt kümeleriyle karşılaştırma fikrine yöneliktir .
dur ve bekle
Hatasız: .
Hatalarla: .
seçici tekrar
Verimi T'yi, iletilen blok başına iletilen ortalama blok sayısı olarak tanımlarız. 0 ile belirttiğimiz bir miktar olan bir bloğu iletmek için gerekli ortalama iletim sayısını hesaplamak ve daha sonra denklemden T'yi belirlemek daha uygundur .
İletim akış kontrolü
İletim akış kontrolü oluşabilir:
- arasında veri terminal ekipmanı (DTE) ve bir anahtarlama merkezi vasıtasıyla, veri devresi sonlandırma donatımı (DCE), ters türleri düpedüz birbirine
- veya bir çapraz kabloyla birbirine bağlı aynı tipteki iki cihaz (iki DTE veya iki DCE) arasında .
İletim hızı nedeniyle kontrol edilebilir ağ ya da DTE gereksinimleri. İletim akış kontrolü, veri aktarımının iki yönünde bağımsız olarak gerçekleşebilir, böylece bir yöndeki aktarım hızlarının diğer yöndeki aktarım hızlarından farklı olmasına izin verir. İletim akış kontrolü olabilir
- ya dur-bekle ,
- veya sürgülü bir pencere kullanın .
Akış kontrolü yapılabilir
- ya bir veri iletişim arayüzündeki kontrol sinyal hatları ile (bkz. seri port ve RS-232 ),
- veya akış başlatma ve durdurma sinyali için bant içi kontrol karakterlerini ayırarak ( XON/XOFF için ASCII kodları gibi ).
Donanım akış kontrolü
Ortak RS-232'de, genellikle donanım akış kontrolü olarak adlandırılan bir çift kontrol hattı vardır :
- RTS akış kontrolünde kullanılan RTS (gönderme isteği) ve CTS (göndermeye açık)
- DTR ( veri terminali hazır ) ve DSR ( veri seti hazır ), DTR akış kontrolü
Donanım akış kontrolü, ilk önce diğer tarafa komut vermek için hattını yükselttiği veya ileri sürdüğü için, tipik olarak DTE veya "ana uç" tarafından gerçekleştirilir:
- RTS kontrol akışı durumunda, DTE, veri giriş hattını izlemeye başlamak için karşı uca (DCE gibi bağımlı uç) sinyal gönderen RTS'sini ayarlar. Veri için hazır olduğunda, bağımlı uç tamamlayıcı hattını yükseltir, bu örnekte, master'a veri göndermeye başlaması ve master'ın slave'in veri çıkış hattını izlemeye başlaması için sinyal veren CTS. Her iki ucun da verileri durdurması gerekiyorsa, ilgili "veri hazırlığı" satırını düşürür.
- PC'den modeme ve benzeri bağlantılar için, DTR akış kontrolü durumunda, tüm modem oturumu için DTR/DSR yükseltilir (diyelim ki DTR'nin modeme çevirmesi için sinyal vermek için yükseltildiği ve DSR tarafından yükseltilen bir çevirmeli internet araması). bağlantı tamamlandığında modem) ve her veri bloğu için RTS/CTS yükseltilir.
Donanım akış denetimine bir örnek, bilgisayar arabirimine yarı çift yönlü bir radyo modemidir. Bu durumda, modem ve bilgisayardaki kontrol yazılımı, gelen radyo sinyallerine öncelik verecek şekilde yazılabilir, öyle ki, modem bir alım tespit ederse, bilgisayardan giden veriler CTS'yi düşürerek duraklatılır.
- Polarite:
- RS-232 seviye sinyalleri, sürücü IC'leri tarafından tersine çevrilir, bu nedenle hat polaritesi TxD-, RxD-, CTS+, RTS+'dır (HI, veri 1 bir LO olduğunda gönderilmek üzere açıktır)
- mikroişlemci pinleri için sinyaller TxD+, RxD+, CTS-, RTS-'dir (LO, veri 1 HI olduğunda göndermek için nettir)
Yazılım akış kontrolü
Tersine, XON/XOFF genellikle yazılım akış kontrolü olarak adlandırılır.
Açık döngü akış kontrolü
Açık döngü akış kontrol mekanizması, alıcı ve verici arasında geri besleme olmaması ile karakterize edilir. Bu basit kontrol yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır. Kaynakların tahsisi, "önceden rezervasyon" veya "hop-to-hop" türünde olmalıdır.
Açık döngü akış denetimi, ağ kaynaklarının kullanımını en üst düzeye çıkarmakla ilgili doğal sorunlara sahiptir. Kaynak tahsisi, bağlantı kurulumunda bir CAC ( bağlantı kabul kontrolü ) kullanılarak yapılır ve bu tahsis, bağlantının ömrü boyunca zaten "eski haber" olan bilgiler kullanılarak yapılır. Çoğu zaman kaynaklar aşırı tahsis edilir ve ayrılmış ancak kullanılmayan kapasiteler boşa harcanır. Açık döngü akış kontrolü tarafından kullanılan ATM onun içinde CBR , VBR ve UBR hizmetler (bkz trafik sözleşme ve tıkanıklık kontrolü ).
Açık döngü akış kontrolü iki kontrol içerir; kontrolör ve regülatör. Regülatör, kontrolörden gelen sinyale yanıt olarak giriş değişkenini değiştirebilir. Bir açık döngü sisteminde geri besleme veya ileri besleme mekanizması yoktur, bu nedenle giriş ve çıkış sinyalleri doğrudan ilişkili değildir ve artan trafik değişkenliği vardır. Ayrıca bu sistemde daha düşük bir varış oranı ve daha yüksek bir kayıp oranı vardır. Açık bir kontrol sisteminde, kontrolörler regülatörleri düzenli aralıklarla çalıştırabilir, ancak çıkış değişkeninin istenen seviyede tutulabileceğinin garantisi yoktur. Bu modeli kullanmak daha ucuz olsa da, açık döngü modeli kararsız olabilir.
Kapalı döngü akış kontrolü
Kapalı döngü akış kontrol mekanizması, ağın bekleyen ağ tıkanıklığını vericiye geri bildirme yeteneği ile karakterize edilir . Bu bilgi daha sonra verici tarafından etkinliğini mevcut ağ koşullarına uyarlamak için çeşitli şekillerde kullanılır. Kapalı döngü akış kontrolü ABR tarafından kullanılır (bkz. trafik sözleşmesi ve tıkanıklık kontrolü ). Yukarıda açıklanan iletim akış kontrolü, kapalı döngü akış kontrolünün bir şeklidir.
Bu sistem, sensör, verici, kontrolör ve regülatör gibi tüm temel kontrol elemanlarını içerir. Sensör, bir proses değişkenini yakalamak için kullanılır. Proses değişkeni, değişkeni kontrolöre çeviren bir vericiye gönderilir. Kontrolör istenilen bir değere göre bilgiyi inceler ve gerekirse bir düzeltme işlemi başlatır. Denetleyici daha sonra çıkış değişken değerinin istenen değerle eşleşmesini sağlamak için hangi eylemin gerekli olduğunu regülatöre iletir. Bu nedenle, çıktı değişkeninin istenen seviyede tutulabileceğine dair yüksek derecede bir güvence vardır. Kapalı çevrim kontrol sistemi bir geri besleme veya ileri besleme sistemi olabilir:
Geri beslemeli kapalı döngü sistemi, giriş ve çıkış sinyallerini doğrudan ilişkilendiren bir geri besleme mekanizmasına sahiptir. Geri besleme mekanizması, çıktı değişkenini izler ve ek düzeltme gerekip gerekmediğini belirler. Geri beslenen çıkış değişkeni değeri, bir regülatör üzerinde bu düzeltici eylemi başlatmak için kullanılır. Endüstrideki çoğu kontrol döngüsü geri besleme türündedir.
İleri beslemeli bir kapalı döngü sisteminde, ölçülen proses değişkeni bir girdi değişkenidir. Ölçülen sinyal daha sonra bir geri besleme sisteminde olduğu gibi kullanılır.
Kapalı döngü modeli, daha düşük kayıp oranı ve kuyruk gecikmeleri üretir ve ayrıca tıkanıklığa duyarlı trafikle sonuçlanır. Kapalı döngü modeli, aktif düşüklerin sayısı sınırlı olduğundan her zaman kararlıdır.
Ayrıca bakınız
- Yazılım akış kontrolü
- Bilgisayar ağı
- trafik sözleşmesi
- tıkanıklık kontrolü
- Geniş bant ağlarda teletrafik mühendisliği
- teletrafik mühendisliği
- Ethernet akış kontrolü
- El sıkışmak
Referanslar
Sürgülü pencere:
- [1] en son 27 Kasım 2012 tarihinde erişildi.