Методы контроля ошибок при передаче данных: ARQ и его варианты
Automatic repeat request
Автоматический запрос повторения (ARQ) – надежный метод контроля ошибок при передаче данных. Использует подтверждения и тайм-ауты для связи по ненадежным каналам.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Метод контроля ошибок при передаче данных
Error control method for data transmission
Автоматический повторный запрос (ARQ), также известный как автоматический запрос повторной передачи, — это метод контроля ошибок при передаче данных, использующий подтверждения (сообщения, отправляемые получателем для указания на успешный приём сообщения) и тайм-ауты (определённые промежутки времени, в течение которых ожидается получение подтверждения) для обеспечения надёжной передачи данных по ненадежному каналу связи. ARQ целесообразен, если канал связи имеет переменную или неизвестную пропускную способность. Если отправитель не получает подтверждение до истечения тайм-аута, он повторно передаёт сообщение до получения подтверждения или достижения заранее заданного максимального количества повторных передач. Существуют различные варианты протоколов ARQ, включая ARQ типа «стоп-и-ожидание», ARQ типа «возврат-N» и ARQ с выборочным повторением. Все три протокола обычно используют ту или иную форму протокола скользящего окна, чтобы помочь отправителю определить, какие пакеты (если таковые имеются) необходимо повторно передать. Эти протоколы функционируют на уровнях канального и транспортного уровней (уровни 2 и 4) модели OSI.
Automatic repeat request (ARQ), also known as automatic repeat query, is an error control method for data transmission that uses acknowledgements (messages sent by the receiver indicating that it has correctly received a message) and timeouts (specified periods of time allowed to elapse before an acknowledgment is to be received) to achieve reliable data transmission over an unreliable communication channel. ARQ is appropriate if the communication channel has varying or unknown capacity. If the sender does not receive an acknowledgment before the timeout, it re transmits the message until it receives an acknowledgment or exceeds a predefined number of retransmissions. Variations of ARQ protocols include Stop and wait ARQ, Go Back N ARQ, and Selective Repeat ARQ. All three protocols usually use some form of sliding window protocol to help the sender determine which (if any) packets need to be retransmitted. These protocols reside in the data link or transport layers (layers 2 and 4) of the OSI model.
Примеры
Протокол управления передачей использует вариант Go Back N ARQ для обеспечения надежной передачи данных по протоколу Интернет, который не гарантирует доставку пакетов; при использовании селективного подтверждения (SACK) применяется селективный повтор ARQ. Беспроводные сети IEEE 802.11 используют повторные передачи ARQ на канальном уровне. ITU-T G.hn использует гибридный ARQ – сочетание высокоскоростной прямой коррекции ошибок (FEC) и ARQ. Это высокоскоростной стандарт локальной сети, способный работать на скоростях передачи данных до 1 Гбит/с по существующей домашней проводке (электропроводке, телефонным линиям и коаксиальным кабелям). G.hn использует CRC 32C для обнаружения ошибок, LDPC для FEC и селективный повтор для ARQ. Системы ARQ широко использовались в коротковолновой радиосвязи для обеспечения надежной доставки данных, например, телеграмм. Эти системы выпускались в вариантах ARQ E и ARQ M, которые также поддерживали мультиплексирование двух или четырех каналов. Существует ряд патентов на использование ARQ в системах прямой трансляции видео. В этих средах с высокой пропускной способностью используются отрицательные подтверждения для снижения накладных расходов.
The Transmission Control Protocol uses a variant of Go Back N ARQ to ensure reliable transmission of data over the Internet Protocol, which does not provide guaranteed delivery of packets; with Selective Acknowledgement (SACK), it uses Selective Repeat ARQ. IEEE 802.11 wireless networking uses ARQ retransmissions at the data link layer. ITU T G. hn uses hybrid ARQ, a mixture of high rate forward error correction (FEC) and ARQ. It is a high speed local area network standard that can operate at data rates up to 1 Gbit/s over existing home wiring (power lines, phone lines and coaxial cables). G. hn uses CRC 32C for Error Detection, LDPC for FEC and selective repeat for ARQ. ARQ systems were widely used on shortwave radio to ensure reliable delivery of data such as for telegrams. These systems came in forms called ARQ E and ARQ M, which also included the ability to multiplex two or four channels. A number of patents exist for the use of ARQ in live video contribution environments. In these high throughput environments negative acknowledgements are used to drive down overheads.