تكرار انتقائي ARQ

يُعد بروتوكول ARQ لإعادة الإرسال الانتقائي أو بروتوكول ARQ للرفض الانتقائي حالة محددة من بروتوكول طلب إعادة الإرسال التلقائي (ARQ) المستخدم لإدارة أرقام التسلسل وإعادة الإرسال في الاتصالات الموثوقة .

إعادة الإرسال الانتقائية هي جزء من طلب إعادة الإرسال التلقائي (ARQ). في هذه الحالة، يرسل المُرسِل عددًا من الإطارات مُحددًا بحجم نافذة، دون الحاجة إلى انتظار تأكيد استلام فردي من المُستقبِل كما هو الحال في طلب إعادة الإرسال التلقائي Go-Back-N . يمكن للمُستقبِل رفض إطار واحد بشكل انتقائي، والذي قد يُعاد إرساله وحده؛ وهذا يختلف عن أنواع طلب إعادة الإرسال التلقائي الأخرى، التي يجب عليها إعادة إرسال كل إطار من تلك النقطة. يقبل المُستقبِل الإطارات غير المُرتبة ويُخزّنها مؤقتًا. يُعيد المُرسِل إرسال الإطارات التي انتهت مهلتها بشكل فردي.

يمكن استخدامه كبروتوكول لتسليم وحدات الرسائل والإقرار باستلامها، أو يمكن استخدامه كبروتوكول لتسليم وحدات الرسائل الفرعية المقسمة.

عند استخدام بروتوكول النافذة المنزلقة لتسليم الرسائل ، تستمر عملية الإرسال في إرسال عدد من الإطارات يُحدد بحجم النافذة حتى بعد فقدان إطار. على عكس بروتوكول Go-Back-N ARQ ، تستمر عملية الاستقبال في قبول الإطارات المرسلة وتأكيد استلامها بعد حدوث خطأ أولي؛ وهذا هو الحال العامة لبروتوكول النافذة المنزلقة عندما يكون حجم نافذة الإرسال والاستقبال أكبر من 1.

يحتفظ جهاز الاستقبال برقم تسلسل أول إطار لم يستلمه، ويرسل هذا الرقم مع كل إشعار استلام (ACK). إذا لم يصل إطار من المرسل إلى جهاز الاستقبال، يستمر المرسل في إرسال الإطارات اللاحقة حتى يفرغ نافذة الاستقبال . يواصل جهاز الاستقبال ملء نافذة الاستقبال بالإطارات اللاحقة، ويرد في كل مرة بإشعار استلام (ACK) يحتوي على رقم تسلسل أول إطار مفقود . بمجرد أن يرسل المرسل جميع الإطارات في نافذته ، يعيد إرسال رقم الإطار المُعطى بواسطة إشعارات الاستلام (ACK)، ثم يستأنف الإرسال من حيث توقف.

يجب أن يتساوى حجم نافذتي الإرسال والاستقبال، وأن يكون نصف الحد الأقصى لرقم التسلسل (بافتراض أن أرقام التسلسل مرقمة من 0 إلى n -1) لتجنب سوء الاتصال في جميع حالات فقدان الحزم. لفهم ذلك، لنفترض حالة إتلاف جميع إشعارات الاستلام (ACKs). إذا كانت نافذة الاستقبال أكبر من نصف الحد الأقصى لرقم التسلسل، فإن بعض الحزم، وربما جميعها، الموجودة بعد انتهاء المهلة الزمنية ستكون مكررة ولن يتم التعرف عليها. يقوم المرسل بتحريك نافذته لكل حزمة يتم تأكيد استلامها. ^{[ 1 ]}

عند استخدام بروتوكول ARQ لتسليم الرسائل المجزأة، فإنه يعمل بشكل مختلف نوعًا ما. في القنوات غير المتصلة حيث قد تختلف أطوال الرسائل، قد تتعامل بروتوكولات ARQ القياسية أو الهجينة مع الرسالة كوحدة واحدة. بدلاً من ذلك، يمكن استخدام إعادة الإرسال الانتقائية بالتزامن مع آلية ARQ الأساسية، حيث تُقسّم الرسالة أولاً إلى كتل فرعية (عادةً ما تكون ذات طول ثابت) في عملية تُسمى تجزئة الحزم . وبالتالي، تُمثَّل الرسالة الأصلية ذات الطول المتغير على أنها سلسلة من عدد متغير من الكتل الفرعية. بينما في بروتوكول ARQ القياسي، تُؤكَّد الرسالة ككل (ACKed) أو تُنكر (NAKed)، في بروتوكول ARQ مع الإرسال الانتقائي، يحمل رد ACK أيضًا علامة بت تُشير إلى هوية كل كتلة فرعية تم استلامها بنجاح. في بروتوكول ARQ مع إعادة الإرسال الانتقائية للرسائل المجزأة، يقل طول كل عملية إعادة إرسال، بحيث لا تحتوي إلا على الكتل الفرعية التي تم ربطها.

في معظم نماذج القنوات ذات الرسائل متغيرة الطول، تتضاءل احتمالية الاستقبال الخالي من الأخطاء عكسيًا مع ازدياد طول الرسالة. بعبارة أخرى، يسهل استقبال رسالة قصيرة مقارنةً برسالة طويلة. لذا، تواجه تقنيات ARQ القياسية التي تتضمن رسائل متغيرة الطول صعوبة متزايدة في إيصال الرسائل الطويلة، لأن كل تكرار يمثل الطول الكامل للرسالة. أما إعادة الإرسال الانتقائية، عند تطبيقها على الرسائل متغيرة الطول، فتزيل تمامًا صعوبة إيصال الرسائل الطويلة، حيث يتم الاحتفاظ بالكتل الفرعية التي تم إيصالها بنجاح بعد كل إرسال، ويتناقص عدد الكتل الفرعية المتبقية في عمليات الإرسال اللاحقة. يتم تطبيق إعادة الإرسال الانتقائية في بروتوكول UDP.

تفترض هذه الأمثلة وجود عدد لا نهائي من أرقام التسلسل والطلبات. ^{[ 2 ]}

N := حجم النافذة Rn := رقم الطلب Sn := رقم التسلسل Sb := قاعدة التسلسل Sm := الحد الأقصى للتسلسل buffer[] := مخزن مؤقت لتخزين الحزم غير المرتبة دالة الاستقبال هي Rn := 0 المخزن المؤقت := فارغ افعل ما يلي إلى الأبد: إذا كانت الحزمة المستلمة خالية من الأخطاء وكان Sn = Rn، فإن اقبل الحزمة وأرسلها إلى طبقة أعلى Rn := Rn + 1 بينما المخزن المؤقت [Rn] موجود ، نفّذ استلم الحزمة من المخزن المؤقت وأرسلها إلى طبقة أعلى قم بإزالة الحزمة Rn من المخزن المؤقت Rn := Rn + 1 وإلا، إذا كانت الحزمة المستلمة خالية من الأخطاء وكان Sn > Rn، فقم بتخزين الحزمة مؤقتًا في الموضع Sn . تجاهل الحزمة أرسل طلبًا للحصول على رقم RNدالة المرسل هي Sb := 0 و Sm := N + 1 والمخزن المؤقت := فارغ كرر الخطوات التالية إلى الأبد: إذا تلقيت رقم طلب حيث Rn > Sb فإن Sm := ( Sm − Sb ) + Rn و Sb := Rn قم بإزالة الحزم التي يكون فيها Sn < Rn من المخزن المؤقتإذا لم تكن هناك حزمة بيانات قيد الإرسال ، فأرسل حزمة بيانات حيث Sb ≤ Sn < Sm قم بتخزين الحزمة المرسلة في المخزن المؤقت لكل حزمة Sn في المخزن المؤقت ، إذا حدث انتهاء مهلة الحزمة Sn ، فأعد إرسال الحزمة Sn.

هناك بعض الأمور التي يجب مراعاتها عند اختيار قيمة N في تقنية التكرار الانتقائي ARQ:

1. يجب ألا يرسل المرسل البيانات بسرعة تتجاوز قدرة المستقبل على معالجتها. ينبغي أن تكون قيمة N محدودة بقدرة المستقبل على معالجة وتخزين الحزم غير المرتبة.
2. يجب أن يكون N أقل من نصف العدد الإجمالي لأرقام التسلسل (إذا تم ترقيمها من الصفر إلى القيمة القصوى لمساحة أرقام التسلسل) لتجنب الغموض في اكتشاف الحزم المكررة وإشعارات الاستلام المفقودة. ^{[ 1 ]}
3. مع الأخذ في الاعتبار القيود الواردة في (1) و(2)، اختر N لتكون أكبر ما يمكن لزيادة الإنتاجية إلى أقصى حد. ^{[ 3 ]}

يستخدم بروتوكول التحكم في الإرسال نوعًا مختلفًا من بروتوكول Go-Back-N ARQ لضمان نقل البيانات بشكل موثوق عبر بروتوكول الإنترنت ، والذي لا يوفر ضمانًا لتسليم الحزم؛ مع امتداد الإقرار الانتقائي (SACK) ، قد يستخدم أيضًا بروتوكول التكرار الانتقائي ARQ.

يستخدم معيار ITU -T G.hn ، الذي يوفر طريقة لإنشاء شبكة محلية عالية السرعة (تصل إلى 1 جيجابت/ثانية) باستخدام أسلاك المنزل الموجودة ( خطوط الكهرباء ، وخطوط الهاتف، والكابلات المحورية )، تقنية إعادة الإرسال الانتقائية ARQ لضمان نقل موثوق عبر الوسائط ذات التشويش العالي. ويعتمد G.hn على تجزئة الحزم لتقسيم الرسائل إلى وحدات أصغر، مما يزيد من احتمالية استلام كل وحدة بشكل صحيح.

يستخدم ملف تعريف STANAG 5066 للاتصالات اللاسلكية عالية التردد (HF) تقنية ARQ للتكرار الانتقائي، مع حجم نافذة أقصى يبلغ 128 وحدة بيانات بروتوكول (PDU).

• العودة إلى الشمال ARQ
• نقل بيانات موثوق
• خط الأنابيب (البرمجيات)
• طلب التكرار التلقائي
• شبكات الحاسوب

• لوكيت، جيه إيه؛ جاتفيلد، إيه جي؛ دوبينز، تي آر (1975). نظام إعادة الإرسال الانتقائي ARQ . المؤتمر الدولي الثالث للاتصالات الرقمية عبر الأقمار الصناعية. الصفحات 189-195 . رمز Bibcode : 1975dsc..conf..189L . 
• ويلدون، إي. (مارس 1982). "استراتيجية محسّنة لإعادة الإرسال الانتقائي المتكرر". معاملات IEEE في الاتصالات . 30 (3): 480-486 . رمز Bibcode : 1982ITCom..30..480W . doi : 10.1109/TCOM.1982.1095497 . ISSN 0090-6778 . 
• كومرو، ر.؛ د. كوستيلو (يوليو 1984). "مخططات ARQ لنقل البيانات في أنظمة الراديو المتنقلة". مجلة IEEE للمجالات المختارة في الاتصالات . 2 (4): 472-481 . Bibcode : 1984IJSAC...2..472C . doi : 10.1109/JSAC.1984.1146084 . S2CID 22759443 .