Управління потоком інформації шляхом раціонального вибору параметрів протоколу

При использовании механизма окна отправитель выдает в сеть некоторое количество пакетов W (размер окна). Приемник, получив пакет, выдает квитанцию. Квитанция может быть по каждому пакету, входящему в окно или по всем пакетам. Она является разрешением на выдачу следующего пакета (окна). Если квитанция не будет получена, то отправитель повторяет реже переданный пакет (группу пакетов - окно) через интервал времени ; называемый тайм-аутом. На рис. 1 приведена временная диаграмма поясняющая процесс передачи пакетов а, б, в, д, е, ж. На диаграмме показано повторение пакетов а,б,в. В соответствии с рисунком время простоя канала до передачи повторяемых пакетов определяется выражением ,

здесь - время ожидания квитанции. Это время равно , где - время распространения сигнала; - длительность квитанции. В соответствии с приведенным рисунком можно сказать, что интенсивность обслуживаемого потока пакета равна

где - интенсивность входного потока;

- вероятность потери пакета;

- вероятность обнаружения ошибки.

Из приведенных выражений видно, что интенсивность обслуживания входящего потока можно увеличить путем приближения значений к , что обеспечивает уменьшение времени простоя клиента .

повтор

а б в г д е а б в

передатчик

А

приемник

приемник

В

передатчик

Рис 1. Временная диаграмма

Относительное среднее время доставки пакета, характеризующее степень избыточности процесса передачи кодограммы определяется отношением

, (1.1)

где -длительность информационной части окна.

Вероятность необнаружения и обнаружения ошибки при произвольном законе распределения ошибок зависят от длины кодограммы – n, вероятность ошибки и в общем случае определяются следующим образом:

Отношение равно , где n и m соответственно число всех разрядов в кодовой комбинации и число информационных разрезов.

(1.2)

где К – число проверочных разрядов.

Поскольку К выбирается из условия и при

(1.3)

Зависимость вероятности ошибки кодовой комбинации от эквивалентной вероятности ошибки одного бита имеет вид , где . Тогда эквивалентная вероятность ошибки

. (1.4)

Подставляя (1.3) в (1.4) получим

(1.5)

Из приведенных выражений можно сделать следующий вывод:

путем рационального выбора значений параметров , и длительности передаваемого пакета n можно уменьшать величину .

Если длительность тайм-аута увеличивать, то на ожидание квитанций впустую будут затрачиваться значительные временные ресурсы, что приводит к увеличению . При уменьшении в сеть попадает большое число пакетов, отправленных повторно. Этот факт происходит из-за того, что значительная часть квитанций принимается после истечения тайм-аута и повторной отправки пакетов. Это приводит к увеличению загруженности сети и возрастанию .

Неправильный выбор размеров окна приводит к несогласованию возможностей получателя по приему пакетов с нагрузкой, задаваемой отправителем. При увеличении в условиях большой загруженности значительная часть пакетов из числа w не будет принята получателем. Следовательно, потребуется повторная отправка пакетов, что приведет к снижению эффективности передачи. При уменьшении ресурсы получателя будут расходоваться не в полной мере, а значит и эффективность передачи не будет максимальной.

Таким образом, в сети желательно управлять потоком информации путем рационального выбора значений величины окна и длительности тайм-аута. В зависимости от загруженности элементов сети и других факторов, характеризующих ее текущее состояние, такое управление позволяет устанавливать значения указанных выше параметров протокола, при которых существенно повышается эффективность передачи информации. Задачу выбора и установления требуемых значений тайм-аута и величины окна решает агент, управляющий выбором параметров протокола.

Выражение (1.5) для определения эквивалентной вероятности ошибки с учетом (1.3) можно представить в виде

По данному выражению построена зависимость эквивалентной вероятности ошибки от длины кодовой комбинации, приведенная на рис. 1.5.

Характер поведения кривой показывает, что эквивалентная вероятность ошибки существенно зависит от длины кодовой комбинации. При заданном значении и , монотонно убывает с увеличением длины кодовой комбинации. Уменьшение значения , объясняется тем, что при малых значениях n знаменатель в выражении стремится к единице. В результате получаем зависимость: . Поскольку с увеличением длины пакета увеличивается длина информационных разрядов, отношение уменьшается.

С увеличением длины кодовой комбинации (близкой к ), знаменатель в выражении стремится к величине , что приводит к резкому возрастанию . Таким образом, рациональный вектор длины кодовой комбинации приводит как к уменьшению среднего времени передачи, так и вероятности ошибки.

Рис.2 Зависимость эквивалентной вероятности ошибки от длины кодовой комбинации