A Go-Back-N (GBN) egy csúszó ablakos ARQ-protokoll, amely lehetővé teszi a küldő számára, hogy több képkockát (egy meghatározott ablakméretig) továbbítson anélkül, hogy megvárná az egyedi nyugtákat.

adatbázis tervezés dbms-ben

• Ha egy csomag elveszett vagy megsérült, a feladó újraküldi a csomagot és az összes következő csomagot az ablakban.
• Példa: Ha az 1–5. csomagok elküldésre kerülnek, és a 3. csomag elveszett, akkor a 3., 4. és 5. csomag újraküldésre kerül.

Ez a mechanizmus biztosítja a megbízhatóságot, de sávszélességet veszíthet, ha gyakran előfordulnak hibák.

A GBN három fő jellemzője:

1. Feladó ablak mérete (W _s )

Ez maga az N. Ha azt mondjuk, hogy a protokoll GB10, akkor Ws = 10. N-nek mindig nagyobbnak kell lennie, mint 1, hogy megvalósítsuk a csővezetéket. N = 1 esetén a Stop and Wait protokoll .

GBN hatékonysága = N/(1+2a)

ahol

a = T_p/T_t
T_p= Terjedési késleltetés
T_t= A feladó átviteli késleltetése

Mi lesz a hatékonyság, ha a feldolgozási késleltetési várakozási idő és a nyugtázás átviteli késleltetése nem nulla?

Hatékonyság = N * (hasznos idő) / (teljes idő)

ahol hasznos idő=T_t

Teljes idő = T_t+ 2 * T_p+ P_r+ Pq + T_t(ack)

ahol

• T _t =A küldő oldal átviteli késleltetése
• T _p = Terjedési késleltetés
• Pr = Feldolgozási késleltetés
• Pq = Sorbaállási késleltetés
• T _t (ack) = Nyugtázási késleltetés

Ha B a csatorna sávszélessége akkor

Hatékony sávszélesség vagy áteresztőképesség
= Hatékonyság * Sávszélesség
= (N/(1+2a)) * B

2. Vevőablak mérete (W _R )

• Mindig 1 GBN-ben.
• A vevő csak a következő várt csomagot fogadja el.
• A soron kívüli csomagokat eldobjuk.

3. Köszönetnyilvánítás

A nyugtázás (ACK) olyan jel, amelyet a vevő küld az adatcsomagok sikeres fogadásának megerősítésére. Megbízható kommunikációt biztosítanak a küldő és a fogadó között. Ha egy ACK nem érkezik beállított időn belül, a küldő feltételezi, hogy a csomag elveszett, és újraküldi azt.

Az ACK-ek típusai

kumulatív ACK

• Egyetlen nyugtázás megerősíti az összes csomag beérkezését egy bizonyos pontig.
• Előny: Kevesebb forgalom (kevesebb ACK).
• Hátrány: Kevésbé megbízható, ha egy ACK elveszik, több csomag nyugtázatlannak tűnik.

Független ACK

• Minden csomag külön-külön nyugtázásra kerül.
• Előny: Magas megbízhatóság.
• Hátrány: Nagyobb forgalom a több ACK miatt.

A GB-N protokoll működése

Oldal küldése

• N méretű ablakot tart fenn (pl. GB4 ablakméret = 4).
• Legfeljebb N nyugtázatlan csomagot tud küldeni.
• Minden továbbított csomag rendelkezik egy időzítővel.
• Ha ACK érkezik, az ablak előre csúszik.
• Ha időtúllépés lép fel (hiányzó csomag esetén), a feladó újraküldi a csomagot és az összes következőt az ablakban.

Vevő oldal

• 1-es ablakméretet tart fenn (WR = 1).
• Csak a várt csomagot fogadja el egymás után.
• Ha a megfelelő csomag érkezik: ACK-t küld és a következő várt sorszámra lép.
• Ha soron kívüli csomag érkezik: eldobja, és újra ACK-t küld az utolsó helyesen fogadott csomagra.

Az ablakméret és a sorszámok kapcsolata

A ablak mérete és sorszámokat egy csúszóablak protokollban, mint például a Go-Back-N vagy a Selective Repeat szorosan összefüggenek.

• A ablak mérete meghatározza, hogy a feladó hány csomagot tud továbbítani anélkül, hogy nyugtázásra lenne szüksége. Ez olyan, mint egy határérték arra vonatkozóan, hogy mennyi adatot lehet küldeni, mielőtt a feladónak meg kell állnia, és várnia kell a megerősítésre.
• Sorszámok csomagok címkézésére szolgálnak, így a vevő tudja a sorrendjüket, és észlelni tudja a hiányzó csomagokat.

A ablak mérete kisebbnek vagy egyenlőnek kell lennie, mint a rendelkezésre álló tartomány sorszámokat . Ha az ablak mérete túl nagy a sorszám-tartományhoz képest, a vevő összezavarodhat, mert ugyanaz a sorszám újra felhasználható az első nyugtázása előtt. Ez megnehezítené annak megállapítását, hogy egy csomag új vagy ismétlődő-e.

Az ablakméret és a sorszám közötti összefüggést a következő képlet adja meg:

IN_s+ W_R<= ASN

ahol W_sa küldőablak mérete és W_Ra vevőablak mérete, az ASN pedig elérhető sorszám.

IN_s+ 1<= ASN because W_R= 1 a GB-N protokollban

Tehát a GBN-ben szükséges minimális sorszámok = N + 1

Szükséges bitek GBN-ben = ⌈ log₂(N + 1)⌉

Az extra 1 azért szükséges, hogy elkerüljük a duplikált csomagok problémáját.

qiuck sort

Példa a GB-N protokoll

Vegyünk egy példát a GB4-re.

• A küldőablak mérete 4, ezért minimum 4 sorszámra van szükségünk az ablakban lévő csomagok címkézéséhez.
• Most tegyük fel, hogy a vevő megkapta az összes csomagot (0 1 2 és 3, amit a feladó küldött), és ezért most ismét a 0 számú csomagra vár (itt nem használhatjuk a 4-et, mivel N = 4 óta csak 4 sorszám áll rendelkezésre).
• Most tegyük fel, hogy a fenti 4 csomag összesített jóváhagyása elveszett a hálózatban.
• A küldő oldalon a 0. csomag időkorlátja lesz, így mind a 4 csomag újra elküldésre kerül.
• A probléma most az, hogy a vevő új csomagokra vár, amelynek 0-ról kellett volna kezdődnie, de most megkapja a korábban elfogadott csomagok másolatait.
• Ennek elkerülése érdekében szükségünk van egy plusz sorszámra.
• Mostantól a vevő könnyedén visszautasíthatja az összes 0-ról induló duplikált csomagot, mert most a 4-es számú csomagra vár (most egy extra sorszámot adtunk hozzá).

Ezt az alábbi ábrák segítségével magyarázzuk meg. Próbálkozás a 4-es sorszámokkal.

Most próbálkozz egy plusz sorszámmal.

Most már világos, hogy miért van szükség további 1 bitre a GBN protokollban.

A GBN protokoll előnyei

• Egyszerűen megvalósítható és hatékony a megbízható kommunikáció érdekében.
• Jobb teljesítmény, mint a stop-and-wait protokollok a hibamentes vagy alacsony hibaszintű hálózatokhoz.

A GBN protokoll hátrányai

• Nem hatékony, ha gyakoriak a hibák, mivel előfordulhat, hogy több keretet kell szükségtelenül újraküldeni.
• A sávszélesség pazarolható a redundáns újraadások miatt.