নির্ভরযোগ্য ডেটা ট্রান্সফারের মৌলিক বিষয়

যাদের কাছে খোঁজে নেটওয়ার্ক এবং প্রোটোকল বোঝার জন্য নিবেদিত।

সংক্ষেপে

নিবন্ধটি নির্ভরযোগ্য ডেটা ট্রান্সমিশনের মূল বিষয়গুলি নিয়ে আলোচনা করে, উদাহরণগুলি প্রয়োগ করে৷ Go, UDP এবং TCP সহ। উপর ভিত্তি করে সময়, два, তিন এবং বই "কম্পিউটার নেটওয়ার্ক। টপ-ডাউন অ্যাপ্রোচ", অন্যথায় সবাই শুধুমাত্র ট্যানেনবাউম এবং অলিফরভ নিয়ে আলোচনা করছে।

পরিবহন স্তর প্রোটোকল

বিভিন্ন হোস্টে চলমান অ্যাপ্লিকেশন প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে একটি যৌক্তিক সংযোগ প্রদান করে। একটি অ্যাপ্লিকেশনের দৃষ্টিকোণ থেকে, একটি যৌক্তিক সংযোগ একটি চ্যানেলের মতো দেখায় যা সরাসরি প্রক্রিয়াগুলিকে সংযুক্ত করে।

পরিবহন স্তর প্রোটোকল শেষ সিস্টেম দ্বারা সমর্থিত, কিন্তু নেটওয়ার্ক রাউটার দ্বারা নয় (ব্যতীত - ডিপিআই) প্রেরকের দিকে, ট্রান্সপোর্ট লেয়ার সেগমেন্ট নামক ট্রান্সপোর্ট লেয়ার প্যাকেটে পাঠানোর আবেদন প্রক্রিয়া থেকে প্রাপ্ত অ্যাপ্লিকেশন লেয়ার ডেটাকে রূপান্তর করে।

অ্যাপ্লিকেশন স্তরের বার্তাগুলিকে খণ্ডে ভাগ করে (যদি প্রয়োজন হয়) এবং তাদের প্রতিটিতে একটি ট্রান্সপোর্ট লেয়ার হেডার যোগ করে এটি করা হয়।

ট্রান্সপোর্ট লেয়ার তারপর সেগমেন্টটিকে প্রেরকের নেটওয়ার্ক লেয়ারে নিয়ে যায়, যেখানে সেগমেন্টটি একটি নেটওয়ার্ক লেয়ার প্যাকেটে (ডেটাগ্রাম) এনক্যাপসুলেট করে পাঠানো হয়। রিসিভিং শেষে, নেটওয়ার্ক লেয়ার ডেটাগ্রাম থেকে ট্রান্সপোর্ট লেয়ার সেগমেন্ট বের করে এবং ট্রান্সপোর্ট লেয়ারে পৌঁছে দেয়। এরপরে, পরিবহন স্তরটি প্রাপ্ত সেগমেন্টকে প্রক্রিয়া করে যাতে এর ডেটা গ্রহণকারী অ্যাপ্লিকেশনের কাছে উপলব্ধ হয়।

নির্ভরযোগ্য ডেটা ট্রান্সমিশনের নীতি

একটি সম্পূর্ণ নিরাপদ চ্যানেলের মাধ্যমে নির্ভরযোগ্য ডেটা ট্রান্সমিশন

সবচেয়ে সহজ কেস। পাঠানোর দিকটি কেবল উপরের স্তর থেকে ডেটা গ্রহণ করে, এটি ধারণকারী একটি প্যাকেট তৈরি করে এবং চ্যানেলে পাঠায়।

সার্ভার

package main

import (
    "log"
    "net"
)

func main() {
    // IP-адрес сервера и порт
    serverAddr, err := net.ResolveUDPAddr("udp", "127.0.0.1:12000")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    // создаем сокет с портом
    serverConn, err := net.ListenUDP("udp", serverAddr)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    // отложенное закрытие соединения
    defer serverConn.Close()

    // создаем буфер для данных
    buf := make([]byte, 1024)

    // ждем соединение
    for {
        // читаем запрос
        n, addr, err := serverConn.ReadFromUDP(buf)
        // передаем данные в ВЕРХНИЙ уровень: в нашем случае stdout
        println(string(buf[0:n]), " form ", addr.IP.String())
        if err != nil {
            log.Fatal(err)
        }
        // ответа нет, т.к. это UDP + надежный канал
    }
}

ক্রেতা

package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "net"
    "time"
)

func main() {
    // IP-адрес сервера и порт
    serverAddr, err := net.ResolveUDPAddr("udp", "127.0.0.1:12000")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    // локальный IP-адрес и порт
    localAddr, err := net.ResolveUDPAddr("udp", "127.0.0.1:0")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    // установка соединения
    conn, err := net.DialUDP("udp", localAddr, serverAddr)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    // отложенное закрытие соединения
    defer conn.Close()

    for {
        // получение данных от ВЕРХНЕГО уровня
        fmt.Print("Введите строчное предложение > ")
        var msg string
        _, err := fmt.Scanf("%s", &msg)
        if err != nil {
            log.Fatal(err)
        }
        // передается поток байт, а не строка
        buf := []byte(msg)
        // запись (передача) в соединение
        _, err = conn.Write(buf)
        if err != nil {
            log.Fatal(err)
        }
        // 1 секундочку
        time.Sleep(time.Second * 1)
    }
}

সম্ভাব্য ত্রুটি সহ একটি চ্যানেলে নির্ভরযোগ্য ডেটা ট্রান্সমিশন

পরবর্তী পদক্ষেপটি অনুমান করা হয় যে সমস্ত প্রেরণ করা প্যাকেটগুলি যে ক্রমানুসারে প্রেরণ করা হয়েছিল সে অনুসারে গৃহীত হয়েছে, তবে চ্যানেলটি কখনও কখনও বিকৃতি সহ ডেটা প্রেরণ করার কারণে সেগুলির বিটগুলি দূষিত হতে পারে।

এই ক্ষেত্রে, নিম্নলিখিত প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয়:

• ত্রুটি সনাক্তকরণ;
• প্রতিক্রিয়া
• পুনঃপ্রচার

নির্ভরযোগ্য ডেটা ট্রান্সফার প্রোটোকল যেগুলিতে একাধিকবার ট্রান্সমিশন পুনরাবৃত্তি করার জন্য একই পদ্ধতি রয়েছে তাকে স্বয়ংক্রিয় পুনরাবৃত্তি রিকুয়েস্ট (ARQ) প্রোটোকল বলা হয়।
অতিরিক্তভাবে, রসিদগুলিতে ত্রুটির সম্ভাবনা বিবেচনা করা মূল্যবান, যখন প্রাপক পক্ষ শেষ প্যাকেটের স্থানান্তরের ফলাফল সম্পর্কে কোনও তথ্য পাবে না।
এই সমস্যার সমাধান, টিসিপি-তেও ব্যবহৃত হয়, প্যাকেটের সিকোয়েন্স নম্বর সহ ডেটা প্যাকেটে একটি নতুন ক্ষেত্র যোগ করা।

প্যাকেট বিকৃতি এবং ক্ষতি সাপেক্ষে একটি অবিশ্বস্ত চ্যানেলের মাধ্যমে নির্ভরযোগ্য ডেটা ট্রান্সমিশন

বিকৃতির পাশাপাশি, দুর্ভাগ্যবশত, নেটওয়ার্কে প্যাকেটের ক্ষতি রয়েছে।
এবং এই সমস্যা সমাধানের জন্য, প্রক্রিয়া প্রয়োজন:

• প্যাকেট হারানোর ঘটনা নির্ণয় করা;
• গ্রহীতা পক্ষের কাছে হারিয়ে যাওয়া প্যাকেটের পুনরায় বিতরণ।

অতিরিক্তভাবে, প্যাকেজ হারানোর পাশাপাশি, রসিদ হারানোর সম্ভাবনার জন্য বা, যদি কিছুই হারিয়ে না যায়, একটি উল্লেখযোগ্য বিলম্বের সাথে এর বিতরণের জন্য প্রদান করা প্রয়োজন। সব ক্ষেত্রে, একই জিনিস করা হয়: প্যাকেট পুনরায় প্রেরণ করা হয়। সময় নিয়ন্ত্রণ করতে, এই প্রক্রিয়াটি একটি কাউন্টডাউন টাইমার ব্যবহার করে, যা আপনাকে অপেক্ষার ব্যবধানের শেষ নির্ধারণ করতে দেয়। তাই প্যাকেজে নেট TCPKeepAlive ডিফল্টরূপে 15 সেকেন্ডে সেট করা আছে:

// defaultTCPKeepAlive is a default constant value for TCPKeepAlive times
// See golang.org/issue/31510
const (
    defaultTCPKeepAlive = 15 * time.Second
)

প্রেরণকারী পক্ষকে প্রতিবার একটি প্যাকেট প্রেরণ করার সময় একটি টাইমার চালু করতে হবে (প্রথম এবং দ্বিতীয়বার উভয়ই), টাইমার থেকে বাধাগুলি পরিচালনা করুন এবং এটি বন্ধ করুন।

সুতরাং, আমরা নির্ভরযোগ্য ডেটা স্থানান্তর প্রোটোকলের মূল ধারণাগুলির সাথে পরিচিত হয়েছি:

• চেকসাম
• প্যাকেজের ক্রম সংখ্যা;
• টাইমার;
• ইতিবাচক এবং নেতিবাচক প্রাপ্তি।

কিন্তু এখানেই শেষ নয়!

পাইপলাইনিং সহ নির্ভরযোগ্য ডেটা ট্রান্সফার প্রোটোকল

আমরা ইতিমধ্যে যে বৈকল্পিক বিবেচনা করেছি, নির্ভরযোগ্য ডেলিভারি প্রোটোকল খুবই অদক্ষ। এটি আরটিটি বৃদ্ধির সাথে সাথে যোগাযোগ চ্যানেল দ্বারা সরবরাহিত ট্রান্সমিশনকে "ধীর" করতে শুরু করে। এর দক্ষতা বাড়াতে এবং যোগাযোগ চ্যানেলের ক্ষমতা আরও ভালভাবে ব্যবহার করতে, পাইপলাইন ব্যবহার করা হয়।

পাইপলাইন ব্যবহারের ফলে:

• ক্রম সংখ্যার পরিসর বৃদ্ধি, যেহেতু সমস্ত পাঠানো প্যাকেট (পুনঃপ্রচার ব্যতীত) স্বতন্ত্রভাবে চিহ্নিত করা আবশ্যক;
• ট্রান্সমিটিং এবং রিসিভিং সাইডে বাফার বাড়ানোর প্রয়োজন।

ক্রম সংখ্যা পরিসীমা এবং বাফার আকারের প্রয়োজনীয়তাগুলি প্যাকেট দুর্নীতি, ক্ষতি এবং বিলম্বের প্রতিক্রিয়া হিসাবে প্রোটোকল যে পদক্ষেপগুলি নেয় তার উপর নির্ভর করে। পাইপলাইনিংয়ের ক্ষেত্রে, ত্রুটিগুলি সংশোধন করার জন্য দুটি পদ্ধতি রয়েছে:

• N প্যাকেট ফেরত দিন;
• নির্বাচনী পুনরাবৃত্তি।

ফিরে যাওয়া N প্যাকেট - স্লাইডিং উইন্ডো প্রোটোকল

প্রেরককে অবশ্যই তিন ধরনের ইভেন্ট সমর্থন করতে হবে:

• উচ্চ স্তরের প্রোটোকল দ্বারা কল করুন। যখন ডেটা পাঠানোর ফাংশনটিকে "উপর থেকে" বলা হয়, পাঠানোর দিকটি প্রথমে উইন্ডোটি পূরণ করার ডিগ্রি পরীক্ষা করে (অর্থাৎ, প্রাপ্তির প্রাপ্তির অপেক্ষায় N প্রেরিত বার্তাগুলির উপস্থিতি)। উইন্ডোটি খালি থাকলে, একটি নতুন প্যাকেট তৈরি এবং প্রেরণ করা হয় এবং পরিবর্তনশীল মানগুলি আপডেট করা হয়। অন্যথায়, পাঠানোর দিকটি উপরের স্তরে ডেটা ফেরত দেয় এবং এটি একটি অন্তর্নিহিত ইঙ্গিত যে উইন্ডোটি পূর্ণ। সাধারণত উপরের স্তর কিছু সময় পরে আবার ডেটা প্রেরণ করার চেষ্টা করবে। একটি বাস্তব অ্যাপ্লিকেশনে, প্রেরক হয়ত ডাটা বাফার করবে (এটি অবিলম্বে পাঠানোর পরিবর্তে) অথবা একটি সিঙ্ক্রোনাইজেশন মেকানিজম (যেমন একটি সেমাফোর বা পতাকা) থাকবে যা উপরের স্তরটিকে সেন্ড ফাংশনটি কল করার অনুমতি দেবে যখন উইন্ডোটি খালি থাকবে। .
• নিশ্চিতকরণ প্রাপ্তি। প্রোটোকলে, ক্রম নম্বর N সহ একটি প্যাকেটের জন্য, একটি সাধারণ স্বীকৃতি জারি করা হয় যা নির্দেশ করে যে N এর পূর্ববর্তী ক্রম নম্বর সহ সমস্ত প্যাকেট সফলভাবে প্রাপ্ত হয়েছে।
• অপেক্ষার ব্যবধান শেষ হয়ে গেছে। প্যাকেট এবং রসিদের ক্ষতি এবং বিলম্বের তথ্য নির্ধারণ করতে, প্রোটোকল একটি টাইমার ব্যবহার করে। যদি টাইমআউট ব্যবধানের মেয়াদ শেষ হয়ে যায়, সেন্ডিং সাইড সমস্ত প্রেরিত অস্বীকৃত প্যাকেট পুনরায় পাঠায়।

নির্বাচনী পুনরাবৃত্তি

যখন উইন্ডোর আকার এবং থ্রুপুট-প্রচার বিলম্ব পণ্য বড় হয়, তখন প্রচুর সংখ্যক প্যাকেট পাইপলাইনে থাকতে পারে। এই ধরনের ক্ষেত্রে, একটি একক প্যাকেট ত্রুটির কারণে প্রচুর সংখ্যক প্যাকেট পুনরায় প্রেরণ করা হতে পারে, যার বেশিরভাগের প্রয়োজন ছিল না।

উদাহরণ

সেরা তাত্ত্বিক অনুশীলনগুলি ব্যবহারিক বাস্তবায়নে সংগ্রহ করা হয় বিভিন্ন TCP. এবং যদি কেউ জানেন কিভাবে সেরা - স্বাগত.

সার্ভার

package main

import (
    "bufio"
    "fmt"
    "log"
    "net"
    "strings"
)

func main() {
    // создаем сокет с портом 
    ln, err := net.Listen("tcp", ":8081")
    if err != nil {
        log.Fatalln(err)
    }
    // ожидание вызова
    conn, _ := ln.Accept()

    for {
        // считывание данных
        msg, err := bufio.NewReader(conn).ReadString('n')
        if err != nil {
            log.Fatalln(err)
        }
        // вывод сообщения в stdout
        fmt.Print("Message Received:", string(msg))
        // перевод строки в верхний регистр
        newMsg := strings.ToUpper(msg)
        // отправка данных
        conn.Write([]byte(newMsg + "n"))
    }
}

ক্রেতা

package main

import (
    "bufio"
    "fmt"
    "log"
    "net"
    "os"
)

func main() {
    // установка соединения
    conn, err := net.Dial("tcp", "127.0.0.1:8081")
    if err != nil {
        log.Fatalln(err)
    }

    for {
        // считывание данных с stdin
        reader := bufio.NewReader(os.Stdin)
        fmt.Print("Text to send: ")
        // построчно
        text, err := reader.ReadString('n')
        if err != nil {
            log.Fatalln(err)
        }
        // отправка
        fmt.Fprintf(conn, text+"n")
        // прием
        msg, err := bufio.NewReader(conn).ReadString('n')
        if err != nil {
            log.Fatalln(err)
        }
        // вывод полученного ответа
        fmt.Print("Msg from Server: " + msg)
    }
}

উপসংহার

নির্ভরযোগ্য ডেটা স্থানান্তর এবং ব্যবহার নিশ্চিত করার প্রক্রিয়া

কলকব্জা
আবেদন, মন্তব্য

সমষ্টি চেক
প্রেরিত প্যাকেটে বিট ত্রুটি সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়

সময় নির্ণায়ক
সময়সীমার ব্যবধান গণনা করে এবং কখন এটি মেয়াদ শেষ হয়ে গেছে তা নির্দেশ করে। পরেরটির অর্থ হল একটি উচ্চ ডিগ্রী সম্ভাব্যতার সাথে প্যাকেট বা এর রসিদ সংক্রমণের সময় হারিয়ে গেছে। যদি একটি প্যাকেট বিলম্বের সাথে বিতরণ করা হয়, কিন্তু হারিয়ে না যায় (টাইমআউট ব্যবধানের অকাল মেয়াদ শেষ হয়ে যায়), বা একটি রসিদ হারিয়ে যায়, পুনঃপ্রচারের ফলে প্রাপ্তির দিকে একটি ডুপ্লিকেট প্যাকেট হয়

ক্রমিক সংখ্যা
প্রেরক থেকে প্রাপকের কাছে প্রেরিত ডেটা প্যাকেটের ক্রমিক সংখ্যায়নের জন্য ব্যবহৃত হয়। প্রাপ্ত প্যাকেটের ক্রম সংখ্যার ফাঁক প্রাপককে প্যাকেটের ক্ষতি সনাক্ত করতে দেয়। একই প্যাকেট ক্রম সংখ্যা মানে প্যাকেটগুলি একে অপরের সদৃশ

অনুমোদন
রিসিভিং এন্ড দ্বারা জেনারেট করা হয় এবং সেন্ডিং এন্ডে ইঙ্গিত করে যে সংশ্লিষ্ট প্যাকেট বা প্যাকেটের গ্রুপ সফলভাবে প্রাপ্ত হয়েছে। সাধারণত স্বীকৃতিতে সফলভাবে প্রাপ্ত প্যাকেটের ক্রম সংখ্যা থাকে। প্রোটোকলের উপর নির্ভর করে, পৃথক এবং গোষ্ঠী নিশ্চিতকরণগুলি আলাদা করা হয়

নেতিবাচক নিশ্চিতকরণ
প্যাকেটটি ভুলভাবে গৃহীত হয়েছে তা প্রেরককে জানাতে প্রাপকের দ্বারা ব্যবহৃত। একটি নেতিবাচক স্বীকৃতিতে সাধারণত প্যাকেটের ক্রম নম্বর অন্তর্ভুক্ত থাকে যা সঠিকভাবে প্রাপ্ত হয়নি

জানালা, পরিবাহীকরণ
প্যাকেট প্রেরণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে এমন ক্রম সংখ্যার পরিসর সীমিত করুন। মাল্টিকাস্ট এবং হ্যান্ডশেক স্বীকৃতির জন্য অপেক্ষা করার তুলনায় প্রোটোকল থ্রুপুট উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে। যেমনটি আমরা দেখব, উইন্ডোর আকার গণনা করা যেতে পারে রিসিভিং এন্ডের রিসেপশন এবং বাফারিং ক্ষমতা, সেইসাথে নেটওয়ার্ক লোড লেভেলের উপর ভিত্তি করে।

নেটওয়ার্কিংয়ের জন্য Go ব্যবহার করার আরও উদাহরণ

В সংগ্রহস্থল.

উত্স: www.habr.com