फ्लो कण्ट्रोल (डेटा)

Not to be confused with बहाव को काबू करें.

डेटा संचार में, प्रवाह नियंत्रण दो नोड्स के बीच डेटा हस्तांतरण की दर को प्रबंधित करने की प्रक्रिया है ताकि तेज़ प्रेषक को धीमे प्राप्तिकर्ता (स्लो रिसीवर) को भारी पड़ने से रोका जा सके। प्रवाह नियंत्रण (फ्लो कंट्रोल) को संकुलन नियंत्रण (कंजेशन कंट्रोल) से अलग किया जाना चाहिए, जिसका उपयोग वास्तव में संकुलन होने पर डेटा के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।प्रवाह नियंत्रण यंत्र को वर्गीकृत किया जा सकता है कि प्राप्त नोड्स भेजने वाले नोड्स को प्रतिक्रिया भेजता है या नहीं।

प्रवाह नियंत्रण महत्वपूर्ण है क्योंकि भेजने वाले कंप्यूटर के लिए यह संभव है कि वह गंतव्य कंप्यूटर की तुलना में तेज गति से सूचना प्रसारित करे और उसे संसाधित करे। यह तब हो सकता है जब भेजने वाले कंप्यूटर की तुलना में प्राप्त करने वाले कंप्यूटर में भारी ट्रैफ़िक लोड हो या प्राप्त करने वाले कंप्यूटर में भेजने वाले कंप्यूटर की तुलना में कम प्रसंस्करण शक्ति हो।

स्टॉप-एंड-वेट

Main article: मुख्य लेख: स्टॉप-एंड-वेट एआरक्यू

स्टॉप-एंड-वेट प्रवाह नियंत्रण का सबसे सरल रूप है। इस पद्धति में संदेश को कई फ़्रेमों में तोड़ा जाता है और रिसीवर डेटा का फ्रेम प्राप्त करने के लिए अपनी तत्परता का संकेत देता है। प्रेषक एक निर्दिष्ट समय (जिसे टाइम आउट कहा जाता है) के लिए प्रत्येक फ्रेम के बाद रसीद पावती (ACK) की प्रतीक्षा करता है। रिसीवर एसीके भेजता है ताकि प्रेषक को पता चल सके कि डेटा का फ्रेम सही तरीके से प्राप्त हुआ था। प्रेषक एसीके के बाद ही अगला फ्रेम भेजता है।

संचालन

1. प्रेषक: एक समय में एक फ्रेम प्रसारित करता है।
2. प्रेषक समय समाप्ति (टाइम आउट) के भीतर एसीके प्राप्त करने की प्रतीक्षा करता है।
3. रिसीवर: पावती (ACK) को प्रसारित करता है क्योंकि यह एक फ्रेम प्राप्त करता है।
4. एसीके प्राप्त होने पर या समय समाप्ति सफल (टाइम आउट हिट) होने पर चरण 1 पर जाता है।

यदि हस्तांतरण (ट्रांसमिशन) के दौरान कोई ढांचा (फ्रेम) या एसीके खो जाता है तो फ्रेम को फिर से संचारित किया जाता है। इस पुनः संचरण (re-transmission) प्रक्रिया को ARQ (ऑटोमैटिक रिपीट रिक्वेस्ट) के नाम से जाना जाता है।

स्टॉप-एंड-वेट के साथ समस्या यह है कि एक समय में केवल एक फ्रेम प्रेषित किया जा सकता है और यह अक्सर अक्षम संचरण की ओर जाता है क्योंकि जब तक प्रेषक एसीके प्राप्त नहीं करता है तब तक यह किसी भी नए पैकेट को प्रेषित नहीं कर सकता है। इस समय के दौरान प्रेषक और चैनल दोनों का उपयोग नहीं किया जाता है।

पेशेवरों

प्रवाह नियंत्रण की इस पद्धति का एकमात्र लाभ इसकी सरलता है।

दोष

प्रेषक को प्रत्येक फ्रेम के प्रसारित होने के बाद एसीके की प्रतीक्षा करनी होगी। यह अक्षमता का एक स्रोत है और विशेष रूप से यह खराब तब होता है जब प्रसार विलंब संचारण, विलंब से अधिक लंबा होता है।

लंबे समय तक प्रसारण भेजते समय रुकना और प्रतीक्षा करना भी अक्षमता पैदा कर सकता है।जब लंबे समय तक प्रसारण भेजा जाता है तो इस शिष्टाचार में त्रुटि की संभावना अधिक होती है। यदि संदेश छोटे हैं तो त्रुटियों का जल्दी पता लगने की संभावना होती है। अधिक अक्षमता तब पैदा होती है जब एकल संदेशों को अलग-अलग फ्रेम में तोड़ा जाता है क्योंकि यह संचरण को लंबा बनाता है।

स्लाइडिंग विंडो

Main article: मुख्य लेख: स्लाइडिंग विंडो प्रोटोकॉल

प्रवाह नियंत्रण की विधि जिसमें एक प्राप्तिकर्ता एक विंडो के पूर्ण होने तक डेटा संचारित करने के लिए ट्रांसमीटर अनुमति देता है। जब विंडो भर जाती है, ट्रांसमीटर को तब तक संचारित करना बंद कर देना चाहिए जब तक कि प्राप्तिकर्ता एक बड़ी विंडो का विज्ञापन नहीं करता।

प्रतिरोधी आकार सीमित पूर्व-स्थापित होने पर स्लाइडिंग-विंडो प्रवाह नियंत्रण का सबसे अच्छा उपयोग किया जा सकता है। प्रेषक और प्राप्तिकर्ता के बीच एक विशिष्ट संचार के दौरान प्राप्तिकर्ता एन फ्रेम के लिए प्रतिरोधी स्थान आवंटित करता है (एन फ्रेम में प्रतिरोधी आकार है)। प्रेषक भेज सकता है और प्राप्तिकर्ता पावती के लिए इंतजार किए बिना एन फ्रेम स्वीकार कर सकता है। उन फ्रेम को तय करने में सहायता के लिए फ्रेम को अनुक्रम संख्या निर्दिष्ट की जाती है जिन्हें एक पावती प्राप्त होती है। प्राप्तिकर्ता एक पावती भेजकर फ्रेम को स्वीकार करता है जिसमें अगले फ्रेम की अनुक्रम संख्या सम्मिलित होती है। यह पावती घोषणा करती है कि प्राप्तिकर्ता एन फ्रेम प्राप्त करने के लिए तैयार है जो निर्दिष्ट संख्या से प्रारम्भ होता है। प्रेषक और प्राप्तिकर्ता दोनों ही एक विंडो कहलाते हैं। विंडो का आकार प्रतिरोधी आकार से कम या उसके बराबर होता है।

स्टॉप-एंड-वेट प्रवाह नियंत्रण की तुलना में स्लाइडिंग विंडो प्रवाह नियंत्रण का प्रदर्शन कहीं बेहतर है। उदाहरण के लिए, एक तार रहित वातावरण में यदि डेटा दरें कम हैं और शोर का स्तर बहुत अधिक है, तो स्थानांतरित होने वाले प्रत्येक पैकेट के लिए पावती की प्रतीक्षा करना संभव नहीं है इसलिए बड़ी मात्रा में डेटा स्थानांतरित करने से उच्च थ्रूपुट के संदर्भ में बेहतर प्रदर्शन प्राप्त होता हैं।

स्लाइडिंग विंडो प्रवाह नियंत्रण एक पॉइंट टू पॉइंट प्रोटोकॉल है, यह मानते हुए कि कोई अन्य संस्था वर्तमान डेटा स्थानांतरण पूरा होने तक संचार करने की कोशिश नहीं करता है। प्रेषक द्वारा अनुरक्षित विंडो इंगित करता है कि वह कौन से फ़्रेम भेज सकता है। प्रेषक विंडो में सभी फ्रेम भेजता है और पावती के लिए प्रतीक्षा करता है (जैसा कि प्रत्येक फ्रेम के बाद स्वीकार करने के विपरीत)। प्रेषक तब विंडो को संबंधित अनुक्रम संख्या में स्थानांतरित करता है, इस प्रकार यह दर्शाता है कि वर्तमान अनुक्रम संख्या से प्रारम्भ होने वाली विंडो के अंदर फ़्रेम भेजे जा सकते हैं।

गो-बैक-एन

Main article: मुख्य लेख: गो-बैक-एन एआरक्यू

एक ऑटोमैटिक रिपीट रिक्वेस्ट (एआरक्यू) एल्गोरिथ्म त्रुटि सुधार के लिए उपयोग किया जाता है, जिसमें एक नकारात्मक पावती (NACK) त्रुटि के साथ-साथ अगले N-1 शब्दों के पुन: प्रसारण का कारण बनता है। N का मान प्रायः इस तरह चुना जाता है कि N शब्दों को प्रसारित करने में लगने वाला समय ट्रांसमीटर से प्राप्तिकर्ता तक और फिर से वापस आने में होने वाले विलंब से कम होता है इसलिए प्राप्तिकर्ता पर प्रतिरोधी की जरूरत नहीं होती है।

The normalized propagation delay (a) = propagation time (Tp)⁄transmission time (Tt), where Tp = length (L) over propagation velocity (V) and Tt = bitrate (r) over framerate (F). So that a =LF⁄Vr.

उपयोगिता प्राप्त करने के लिए आपको विंडो आकार (N) परिभाषित करना होगा। यदि N 2a + 1 से अधिक या उसके बराबर है तो हस्तांतरण चैनल के लिए उपयोग 1 (पूर्ण उपयोग) है। यदि यह 2a + 1 से कम है तो उपयोग की गणना के लिए समीकरण N⁄1+2a का उपयोग किया जाना चाहिए।

चयनात्मक पुनरावृति

Main article: मुख्य लेख: सेलेक्टिव रिपीट ARQ

चयनात्मक पुनरावृति एक संयोजन अभिविन्यस्त प्रोटोकॉल है जिसमें ट्रांसमीटर और प्राप्तिकर्ता दोनों के पास अनुक्रम संख्याओं की एक विंडो होती है। प्रोटोकॉल में संदेशों की अधिकतम संख्या होती है जिन्हें बिना पावती के भेजा जा सकता है। यदि विंडो भर जाती है, तो प्रोटोकॉल को तब तक के लिए अवरोधित कर दिया जाता है जब तक कि जल्द से जल्द बकाया संदेश के लिए पावती प्राप्त नहीं हो जाती। इस बिंदु पर ट्रांसमीटर अधिक संदेश भेजने के लिए स्पष्ट है।

तुलना

यह खंड स्टॉप-एंड-वेट, स्लाइडिंग विंडो की तुलना गो बैक एन और चयनात्मक पुनरावृति के उप-समूचय के साथ करने के विचार के लिए किया गया है।

स्टॉप एंड वेट

त्रुटि मुक्त: ${\frac {1}{2a+1}}$.

त्रुटियों के साथ: ${\frac {1-P}{2a+1}}$.

चयनात्मक पुनरावृति

थ्रूपुट टी को संचारित प्रति ब्लॉग, पूरे ब्लॉक की औसत संख्या के रूप में परिभाषित करते हैं। एक ब्लॉक को संप्रेषित करने के लिए आवश्यक प्रसारण की औसत संख्या की गणना करना अधिक सुविधाजनक है, एक मात्रा जिसे हम 0 से निरूपित करते हैं और फिर समीकरण T निर्धारित करने के लिए $T={\frac {1}{b}}$

संचार प्रवाह नियंत्रण

संचार प्रवाह नियंत्रण हो सकता है:

• डेटा टर्मिनल इकयूपमेनट (DTE) और स्विचिंग केंद्र के बीच डेटा सर्किट-टर्मिनेटिंग इकयूपमेनट (DCE) के माध्यम से, विपरीत प्रकार सीधे जुड़े हुए हैं।
• या एक ही प्रकार के दो उपकरणों (दो DTEs, या दो DCEs) के बीच क्रॉसओवर केबल द्वारा परस्पर जुड़े हुए।

नेटवर्क या डीटीई आवश्यकताओं के कारण संचरण दर को नियंत्रित किया जा सकता है। संचार प्रवाह नियंत्रण डेटा स्थानांतरण की दो दिशाओं में स्वतंत्र रूप से हो सकता है, इस प्रकार एक दिशा में स्थानांतरण दरों को दूसरी दिशा के स्थानांतरण दरों से अलग होने की अनुमति देता है। संचार प्रवाह नियंत्रण हो सकता है

• या तो स्टॉप-एंड-वेट
• या स्लाइडिंग विंडो का उपयोग करें।

प्रवाह नियंत्रण किया जा सकता है

• या तो डेटा संचार अंतराफलक में नियंत्रण संकेत रेखाओं द्वारा (सीरियल पोर्ट और RS-232 देखें)
• या इन-बैंड नियंत्रण स्वरूप को संकेत प्रवाह स्टॉप-एंड-वेट (जैसे कि XON/XOFF के लिए ASCII कोड) के लिए आरक्षित करे।

हार्डवेयर प्रवाह नियंत्रण

RS-232 में नियंत्रण रेखाओं के जोड़े होते हैं जिन्हें सामान्य तौर पर हार्डवेयर प्रवाह नियंत्रण कहा जाता है:

• आरटीएस (रिक्वेस्ट टू सेंड) और सीटीएस (क्लियर टू सेंड), आरटीएस प्रवाह नियंत्रण उपयोग किया जाता है
• डीटीआर (डेटा टर्मिनल रैडी) और डीएसआर (डेटा सेट रैडी), डीटीआर प्रवाह नियंत्रण

हार्डवेयर प्रवाह नियंत्रण प्राय: डीटीई या "मास्टर एंड" द्वारा नियंत्रित किया जाता है क्योंकि यह पहली बार दूसरी तरफ आदेश करने के लिए अपनी रेखाओं को ऊपर की ओर उठा रहा है:

• आरटीएस प्रवाह नियंत्रण के मामले में, डीटीई अपने आरटीएस को संग्रहित करता है, जो डेटा निवेश रेखाओं की निगरानी प्रारम्भ करने के लिए विपरीत छोर को संकेत देता है। डेटा के लिए तैयार होने पर स्लेव एंड इस उदाहरण में अपनी पूरक रेखा CTS को बढ़ा देगा जो मास्टर को डेटा भेजना प्रारम्भ करने का संकेत देता है और मास्टर को स्लेव के डेटा आउटपुट रेखाओं की निगरानी प्रारम्भ करने का संकेत देता है। यदि किसी भी छोर के डेटा को रोकने की आवश्यकता है, तो वह अपनी संबंधित "डेटा रेडीनेस" रेखा को कम करता है।
• पीसी-टू-मॉडेम और इसी तरह के लिंक के लिए डीटीआर प्रवाह नियंत्रण के मामले में, पूरे मॉडेम सत्र के लिए डीटीआर/डीएसआर बढ़ाए जाते हैं (जैसे एक डायलअप इंटरनेट कॉल जहां डायल करने के लिए मॉडेम को संकेत देने के लिए डीटीआर उठाया जाता है और डीएसआर बढ़ाया जाता है) मॉडेम द्वारा जब संपर्क पूरा हो जाता है और डेटा के प्रत्येक खंड के लिए आरटीएस /सीटीएस बढ़ाए जाते हैं।

हार्डवेयर प्रवाह नियंत्रण का एक उदाहरण कंप्यूटर अंतराफलक के लिए आधा-द्वैध रेडियो मॉडेम है। इस मामले में, आने वाले रेडियो संकेतों को प्राथमिकता देने के लिए मॉडेम और कंप्यूटर में नियंत्रण सॉफ्टवेयर लिखा जा सकता है जैसे कि कंप्यूटर से जाने वाला डेटा सीटीएस को कम करके रोक दिया जाता है यदि मॉडेम एक प्रतिग्रह का पता लगाता है।

• ध्रुवीयता:
  • RS-232 लेवल सिग्नल ड्राइवर आईसी(IC) द्वारा विपरीत हैं इसलिए रेखा ध्रुवाभिसारिता TxD-, RxD-, CTS+, RTS+ है (जब HI, डेटा 1 LO है क्लियर टू सेंड)
  • माइक्रोप्रोसेसर पिन के लिए संकेत TxD+, RxD+, CTS-, RTS- संकेत हैं (जब LO, डेटा 1 HI है रिक्वेस्ट टू सेंड)

सॉफ्टवेयर प्रवाह नियंत्रण

Main article: मुख्य लेख: सॉफ्टवेयर प्रवाह नियंत्रण

एक्सओएन/एक्सओएफएफ को प्राय: सॉफ्टवेयर प्रवाह नियंत्रण के रूप में संदर्भित किया जाता है।

ओपन-लूप प्रवाह नियंत्रण

ओपन-लूप प्रवाह नियंत्रण तंत्र की विशेषता प्राप्तिकरता और ट्रांसमीटर के बीच प्रतिपुष्टि नहीं होना है। नियंत्रण के इस सरल साधन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। संसाधनों का आवंटन "पूर्व आरक्षण" या "हॉप-टू-हॉप" प्रचार का होना चाहिए।

ओपन-लूप प्रवाह नियंत्रण में नेटवर्क संसाधनों के उपयोग को अधिकतम करने में अंतर्निहित समस्याएं हैं। CAC (कनेक्शन एडमिशन कंट्रोल) का उपयोग करके संपर्क स्थापित करने पर संसाधन आवंटन किया जाता है और यह आवंटन उस जानकारी का उपयोग करके किया जाता है जो संपर्क के जीवनकाल के दौरान पहले से ही "पुरानी खबर" वाली जानकारी का उपयोग करके किया जाता है। अक्सर संसाधनों का अधिक आवंटन होता है और आरक्षित लेकिन अप्रयुक्त क्षमता बर्बाद हो जाती है। ओपन-लूप प्रवाह नियंत्रण का उपयोग एटीएम द्वारा अपने सीबीआर, वीबीआर और यूबीआर सेवाओं में किया जाता हैं।

ओपन-लूप प्रवाह नियंत्रण में दो नियंत्रण सम्मिलित हैं- नियंत्रक और नियामक। नियंत्रक से संकेत के जवाब में नियामक निवेश चर को बदलने में सक्षम है। एक ओपन-लूप प्रणाली में कोई प्रतिपुष्टि या फीड फॉरवर्ड क्रियाविधि नहीं होता है इसलिए इनपुट और आउटपुट संकेत सीधे संबंधित नहीं होते हैं और ट्रैफिक परिवर्तनशीलता में वृद्धि होती है। इस तरह की व्यवस्था में आगमन दर कम होती है और हानि दर अधिक होती है। एक ओपन नियंत्रण प्रणाली में, नियंत्रक नियमित अंतराल पर नियामकों को संचालित कर सकते हैं लेकिन इस बात का कोई आश्वासन नहीं है कि आउटपुट चर को वांछित स्तर पर बनाए रखा जा सकता है। हालांकि इस मॉडल का उपयोग करना सस्ता हो सकता है, ओपन-लूप मॉडल अस्थिर हो सकता है।

क्लोज-लूप प्रवाह नियंत्रण

बंद-लूप प्रवाह नियंत्रण (क्लोज-लूप फ्लो कंट्रोल) तंत्र को ट्रांसमीटर को लंबित नेटवर्क भीड़ का विवरण करने के लिए नेटवर्क संकुलन क्षमता की विशेषता है। यह जानकारी तब ट्रांसमीटर द्वारा प्रस्तुत नेटवर्क स्थितियों में अपनी गतिविधि को अनुकूलित करने के लिए विभिन्न तरीकों से उपयोग की जाती है। एबीआर द्वारा क्लोज-लूप प्रवाह नियंत्रक का उपयोग किया जाता है।ऊपर वर्णित संचार प्रवाह नियंत्रण बंद-लूप प्रवाह नियंत्रण का एक रूप है।

इस प्रणाली में सेंसर, ट्रांसमीटर, नियंत्रक और नियामक जैसे सभी बुनियादी नियंत्रण तत्व सम्मिलित हैं। एक प्रक्रिया चर को पकड़ने के लिए सेंसर का उपयोग किया जाता है। प्रक्रिया चर एक ट्रांसमीटर को भेजा जाता है जो चर को नियंत्रक में अनुवादित करता है। नियंत्रक वांछित मूल्य के संबंध में सूचना की जांच करता है और यदि आवश्यक हो तो सुधार कार्रवाई प्रारम्भ करता है। नियंत्रक तब नियामक को सूचित करता है यह सुनिश्चित करने के लिए क्या कार्रवाई की आवश्यकता है कि आउटपुट चर मान वांछित मान से मेल खा रहा है इसलिए उच्च स्तर का आश्वासन है कि आउटपुट चर को वांछित स्तर पर बनाए रखा जा सकता है। क्लोज-लूप नियंत्रण प्रणाली एक प्रतिक्रिया या फ़ीड अग्रेषण प्रणाली हो सकती है:

प्रतिपुष्टि क्लोज-लूप प्रणाली में प्रतिपुष्टि तंत्र होता है जो सीधे इनपुट और आउटपुट संकेतों से संबंधित होता है। प्रतिपुष्टि तंत्र आउटपुट चर पर नज़र रखता है और यह निर्धारित करता है कि अतिरिक्त सुधार की आवश्यकता है या नहीं। आउटपुट चर मान जिसे बैकवर्ड फीड किया जाता है, इसका उपयोग नियामक पर सुधारात्मक कार्रवाई प्रारम्भ करने के लिए किया जाता है। उद्योग में अधिकांश नियंत्रण लूप प्रतिपुष्टि तरह के होते हैं।

फीड-फॉरवर्ड क्लोज्ड लूप प्रणाली में, माप प्रक्रिया चर एक इनपुट चर है। मापा संकेत तब उसी तरह से उपयोग किया जाता है जैसे प्रतिपुष्टि प्रणाली में।

क्लोज-लूप मॉडल कम नुकसान दर और कतार में देरी पैदा करता है साथ ही इसके परिणामस्वरूप भीड़-प्रतिक्रियात्मक टै्फिक होता है। क्लोज-लूप मॉडल हमेशा स्थिर होता है क्योंकि सक्रिय चढ़ाव की संख्या सीमित होती है।

यह भी देखें

• सॉफ्टवेयर प्रवाह नियंत्रण
• कम्प्यूटर नेट्वर्किंग
• टै्फिक अनुबंध
• भीड़ नियंत्रण
• ब्रॉडबैंड नेटवर्क में टेलीट्रैफिक इंजीनियरिंग
• टेलीट्रैफिक इंजीनियरिंग
• ईथरनेट प्रवाह नियंत्रण
• हेन्डशेकिंग

संदर्भ

Sliding window:

• [1] last accessed 27 November 2012.

बाहरी संबंध

• RS-232 flow control and handshaking