Güvenilir Veri Aktarımı
Güvenilir veri aktarımı, bir protokolün, paketleri bozabilen, kaybedebilen veya yeniden sıralayabilen temel bir ağ üzerinden verileri doğru, sırasıyla ve kayıp veya tekrar olmaksızın iletmesini sağlayan ilkeler bütünüdür.
Tanım
Güvenilir veri aktarımı, güvenilmez bir temel kanala rağmen verilerin alıcı uygulamaya doğru ve sırasıyla teslim edilmesini garanti eden bir taşıma katmanı hizmetidir; bu, onaylar, sıra numaraları, zaman aşımları ve yeniden iletim yoluyla sağlanmaktadır.
Kapsam
Bu konu, herhangi bir protokolden bağımsız olarak güvenilir teslimatın arkasındaki genel mekanizmaları kapsamaktadır: onaylar ve olumsuz onaylar, kayıp ve tekrarı tespit etmek için sıra numaraları, bozulma için sağlama toplamları, yeniden iletim zamanlayıcıları ve verimlilik için birçok paketi uçuşta tutan boru hattı kayan pencere protokolleri olan go-back-N ve seçmeli tekrar. Bu mekanizmalar, TCP'nin üzerine inşa edildiği temel olarak geliştirilmektedir. Ağ aşırı yüklenmesini ele alan tıkanıklık kontrolü ve bağlantı başına güvenilirliği değil, TCP'nin kendi özelliklerini dışarıda bırakmaktadır.
Temel sorular
- Bir güvenilir protokol hangi arızaların — bozulma, kayıp, tekrar, yeniden sıralama — üstesinden gelmelidir?
- Onaylar ve sıra numaraları, bir alıcının sorunları nasıl tespit etmesini ve bildirmesini sağlamaktadır?
- Bir gönderici, kayıptan kurtulmak için zaman aşımlarını ve yeniden iletimi nasıl kullanmaktadır?
- Boru hattı protokolleri (go-back-N, seçmeli tekrar), dur-ve-bekle'ye göre verimliliği nasıl artırmaktadır?
- Go-back-N ve seçmeli tekrar arasındaki denge nedir?
Anahtar kavramlar
- onaylar (ACK/NAK)
- sıra numaraları
- sağlama toplamları
- yeniden iletim zamanlayıcıları ve zaman aşımları
- dur-ve-bekle
- otomatik tekrar isteği (ARQ)
- boru hattı
- kayan pencere
- go-back-N ve seçmeli tekrar
Temel kuramlar
- Dur-ve-bekle ve otomatik tekrar isteği
- En basit güvenilir protokol, bir paket gönderir ve bir onay bekler, zaman aşımında yeniden iletim yapar; sıra numaraları, yeni verileri yeniden iletimlerden ayırarak, tüm güvenilir aktarımın üzerine inşa edildiği temel ARQ mekanizmasını oluşturmaktadır.
- Kayan pencerelerle boru hattı
- Bir pencere ile sınırlı, uçuşta birden fazla onaylanmamış pakete izin vermek, yüksek gecikmeli bağlantılarda verimi artırmaktadır; go-back-N, ilk kayıp paketten itibaren her şeyi yeniden iletirken, seçmeli tekrar yalnızca eksik olanları, daha fazla arabelleğe alma ve kayıt tutma maliyetiyle yeniden iletmektedir.
Klinik önem
Güvenilir veri aktarımı ilkeleri, dosya transferlerinin, web sayfalarının ve çoğu uygulama verisinin kayıplı, tıkanık yollar üzerinden bile sağlam bir şekilde ulaşmasını sağlamaktadır. Aynı fikirler — onaylar, sıra numaraları, pencereler ve yeniden iletim — TCP'de, bağlantı katmanı güvenilirliğinde ve yeni taşıma protokollerinde tekrar tekrar karşımıza çıkmaktadır; bu nedenle, bunları anlamak, verim, gecikme ve kayıptan kurtulma hakkında akıl yürütmek için temel teşkil etmektedir.
Tarihçe
Güvenilir aktarım mekanizmaları, erken bağlantı protokolleri ve ARPANET için geliştirilmiştir; burada dur-ve-bekle ve ardından kayan pencere ARQ şemaları, güvenilirliği ve verimi dengelemek için iyileştirilmiştir. Güvenilir aktarım ilkelerinin — mükemmel bir kanaldan kayıp ve yeniden sıralamaya kadar — sistematik, artımlı gelişimi standart bir pedagojik yaklaşım haline gelmiş ve TCP'nin tasarımının temelini oluşturmaktadır.
Öne çıkan isimler
- James F. Kurose
- Keith W. Ross
- Andrew S. Tanenbaum
İlgili konular
Temel eserler
- kurose2021
- tanenbaum2010
Sıkça sorulan sorular
- Neden sıra numaraları kullanılmaktadır?
- Sıra numaraları, alıcının paketleri birbirinden ayırmasını sağlayarak kayıpları (sıradaki bir boşluk), tekrarları (yeniden iletimden kaynaklanan tekrarlanan bir numara) tespit etmesine ve sırasız gelen verileri yeniden sıralamasına olanak tanımaktadır. Bunlar olmadan, bir gönderici ve alıcı, yeni bir paketi yeniden iletilen bir paketten ayırt edememektedir.
- Go-back-N ve seçmeli tekrar arasındaki fark nedir?
- Her ikisi de birden fazla paketi boru hattına almaktadır. Go-back-N'de gönderici, ilk kayıp paketten itibaren her şeyi yeniden iletir; bu basit bir yöntemdir ancak doğru şekilde alınan verileri tekrar gönderebilmektedir. Seçmeli tekrar ise yalnızca kaybolan belirli paketleri yeniden iletir ve sırasız gelenleri arabelleğe alır; bu daha verimlidir ancak her iki uçta da daha fazla durum bilgisi gerektirmektedir.