Reliability (computer networking)
कंप्यूटर नेटवर्किंग में, एक विश्वसनीय प्रोटोकॉल एक संचार प्रोटोकॉल है जो प्रेषक को सूचित करता है कि इच्छित प्राप्तकर्ताओं को डेटा का वितरण सफल रहा या नहीं। विश्वसनीयता आश्वासन का पर्याय है, जो आई. टी. यू. और ए. टी. एम. फोरम द्वारा उपयोग किया जाने वाला शब्द है। विश्वसनीय प्रोटोकॉल आमतौर पर अविश्वसनीय प्रोटोकॉल की तुलना में अधिक ओवरहेड लेते हैं, और परिणामस्वरूप, अधिक धीरे-धीरे और कम मापनीयता के साथ कार्य करते हैं। यह अक्सर यूनिकास्ट प्रोटोकॉल के लिए एक मुद्दा नहीं है, लेकिन यह विश्वसनीय मल्टीकास्ट प्रोटोकॉल के लिए एक समस्या बन सकती है। संचारण नियंत्रण प्रोटोकॉल (टी. सी. पी.), इंटरनेट पर उपयोग किया जाने वाला मुख्य प्रोटोकॉल, एक विश्वसनीय यूनिकास्ट प्रोटोकॉल है; यह अनुप्रयोगों को एक विश्वसनीय बाइट स्ट्रीम का सार प्रदान करता है। यू. डी. पी. एक अविश्वसनीय प्रोटोकॉल है और इसका उपयोग अक्सर कंप्यूटर गेम, स्ट्रीमिंग मीडिया या अन्य स्थितियों में किया जाता है जहां गति एक मुद्दा है और डेटा की अस्थायी प्रकृति के कारण कुछ डेटा हानि को सहन किया जा सकता है। अक्सर, एक विश्वसनीय यूनिकास्ट प्रोटोकॉल भी कनेक्शन उन्मुख होता है। उदाहरण के लिए, टी. सी. पी. कनेक्शन उन्मुख है, जिसमें वर्चुअल-सर्किट आई. डी. में स्रोत और गंतव्य आई. पी. पते और पोर्ट नंबर शामिल हैं। हालांकि, कुछ अविश्वसनीय प्रोटोकॉल कनेक्शन उन्मुख हैं, जैसे कि एसिंक्रोनस ट्रांसफर मोड और फ्रेम रिले। इसके अलावा, कुछ कनेक्शन रहित प्रोटोकॉल, जैसे आई. ई. ई. ई. 802.11, विश्वसनीय हैं। डोनाल्ड डेविस द्वारा प्रस्तावित पैकेट स्विचिंग अवधारणाओं के आधार पर, एआरपीएएनईटी पर पहला संचार प्रोटोकॉल 1822 इंटरफेस के माध्यम से अपने मेजबानों को जोड़ने के लिए एक विश्वसनीय पैकेट वितरण प्रक्रिया थी। एक मेजबान कंप्यूटर ने बस डेटा को सही पैकेट प्रारूप में व्यवस्थित किया, गंतव्य मेजबान कंप्यूटर का पता डाला, और संदेश को इंटरफेस के पार अपने जुड़े हुए इंटरफेस संदेश प्रोसेसर (आई. एम. पी.) को भेजा। एक बार जब संदेश गंतव्य मेजबान को दिया गया, तो भेजने वाले मेजबान को एक पावती दी गई। यदि नेटवर्क संदेश नहीं भेज सका, तो आई. एम. पी. भेजने वाले मेजबान को एक त्रुटि संदेश वापस भेज देगा। इस बीच, साइक्लेड्स और ए. एल. ओ. एच. ए. एन. टी. के डेवलपर्स ने प्रदर्शित किया कि विश्वसनीय पैकेट संचरण प्रदान किए बिना एक प्रभावी कंप्यूटर नेटवर्क का निर्माण करना संभव था। इस पाठ को बाद में ईथरनेट के डिजाइनरों द्वारा अपनाया गया। यदि कोई नेटवर्क पैकेट वितरण की गारंटी नहीं देता है, तो खोए हुए पैकेटों का पता लगाकर और उन्हें फिर से प्रसारित करके विश्वसनीयता प्रदान करना मेजबान की जिम्मेदारी बन जाती है। ए. आर. पी. ए. एन. ई. टी. पर बाद के अनुभव ने संकेत दिया कि नेटवर्क स्वयं सभी पैकेट वितरण विफलताओं का विश्वसनीय रूप से पता नहीं लगा सका, और इसने किसी भी मामले में भेजने वाले मेजबान पर त्रुटि का पता लगाने की जिम्मेदारी को आगे बढ़ाया। इससे एंड-टू-एंड सिद्धांत का विकास हुआ, जो इंटरनेट के मौलिक डिजाइन सिद्धांतों में से एक है। विश्वसनीयता गुण एक विश्वसनीय सेवा वह है जो डिलीवरी विफल होने पर उपयोगकर्ता को सूचित करती है, जबकि एक अविश्वसनीय सेवा डिलीवरी विफल होने पर उपयोगकर्ता को सूचित नहीं करती है। उदाहरण के लिए, इंटरनेट प्रोटोकॉल (आई. पी.) एक अविश्वसनीय सेवा प्रदान करता है। एक साथ, संचरण नियंत्रण प्रोटोकॉल (टीसीपी) और आईपी एक विश्वसनीय सेवा प्रदान करते हैं, जबकि उपयोगकर्ता डेटाग्राम प्रोटोकॉल (यूडीपी) और आईपी एक अविश्वसनीय सेवा प्रदान करते हैं। वितरित प्रोटोकॉल के संदर्भ में, विश्वसनीयता गुण उन गारंटी को निर्दिष्ट करते हैं जो प्रोटोकॉल इच्छित प्राप्तकर्ता (ओं) को संदेशों के वितरण के संबंध में प्रदान करता है। एक यूनिकास्ट प्रोटोकॉल के लिए विश्वसनीयता गुण का एक उदाहरण "कम से कम एक बार" है, अर्थात। संदेश की कम से कम एक प्रति प्राप्तकर्ता को दिए जाने की गारंटी है। मल्टीकास्ट प्रोटोकॉल के लिए विश्वसनीयता गुणों को प्रति-प्राप्तकर्ता आधार (सरल विश्वसनीयता गुण) पर व्यक्त किया जा सकता है, या वे वितरण के तथ्य या विभिन्न प्राप्तकर्ताओं के बीच वितरण के क्रम (मजबूत विश्वसनीयता गुण) से संबंधित हो सकते हैं। मल्टीकास्ट प्रोटोकॉल के संदर्भ में, मजबूत विश्वसनीयता गुण उन गारंटी को व्यक्त करते हैं जो प्रोटोकॉल विभिन्न प्राप्तकर्ताओं को संदेशों के वितरण के संबंध में प्रदान करता है। एक मजबूत विश्वसनीयता संपत्ति का एक उदाहरण अंतिम प्रति याद करना है, जिसका अर्थ है कि जब तक किसी भी प्राप्तकर्ता के पास संदेश की कम से कम एक प्रति उपलब्ध रहती है, तब तक प्रत्येक अन्य प्राप्तकर्ता जो विफल नहीं होता है, उसे भी अंततः एक प्रति प्राप्त होती है। इस तरह के मजबूत विश्वसनीयता गुणों के लिए आम तौर पर संदेशों को प्राप्तकर्ताओं के बीच पुनः प्रसारित या अग्रेषित करने की आवश्यकता होती है। अंतिम प्रतिलिपि रिकॉल की तुलना में मजबूत विश्वसनीयता गुण का एक उदाहरण परमाणुता है। संपत्ति में कहा गया है कि यदि किसी संदेश की कम से कम एक प्रति प्राप्तकर्ता को दी गई है, तो अन्य सभी प्राप्तकर्ताओं को अंततः संदेश की एक प्रति प्राप्त होगी। दूसरे शब्दों में, प्रत्येक संदेश हमेशा सभी या किसी भी प्राप्तकर्ता को नहीं दिया जाता है। सबसे जटिल मजबूत विश्वसनीयता गुणों में से एक आभासी समकालिकता है। विश्वसनीय संदेश एक अविश्वसनीय बुनियादी ढांचे से गुजरने वाले संदेश की अवधारणा है जो संदेशों के सफल प्रसारण के बारे में कुछ गारंटी देने में सक्षम है। उदाहरण के लिए, कि यदि संदेश वितरित किया जाता है, तो इसे अधिक से अधिक एक बार वितरित किया जाता है, या कि सभी संदेश सफलतापूर्वक वितरित एक विशेष क्रम में आते हैं। विश्वसनीय वितरण की तुलना सर्वोत्तम-प्रयास वितरण से की जा सकती है, जहां इस बात की कोई गारंटी नहीं है कि संदेश जल्दी, क्रम में या बिल्कुल भी वितरित किए जाएंगे। कार्यान्वयन एक विश्वसनीय वितरण प्रोटोकॉल को एक अविश्वसनीय प्रोटोकॉल पर बनाया जा सकता है। एक अत्यंत सामान्य उदाहरण इंटरनेट प्रोटोकॉल पर संचरण नियंत्रण प्रोटोकॉल की परत है, एक संयोजन जिसे टीसीपी/आईपी के रूप में जाना जाता है। समूह संचार प्रणालियों (जी. सी. एस.) जैसे आई. एस.-आई. एस., एपिया फ्रेमवर्क, जे. ग्रुप्स या क्विकसिल्वर स्केलेबल मल्टीकास्ट द्वारा मजबूत विश्वसनीयता गुण प्रदान किए जाते हैं। क्विकसिल्वर प्रॉपर्टीज फ्रेमवर्क एक लचीला मंच है जो एक सरल नियम-आधारित भाषा का उपयोग करके विशुद्ध रूप से घोषणात्मक तरीके से मजबूत विश्वसनीयता गुणों को व्यक्त करने की अनुमति देता है, और स्वचालित रूप से एक पदानुक्रमित प्रोटोकॉल में अनुवादित होता है। एक प्रोटोकॉल जो विश्वसनीय संदेश को लागू करता है, वह है डब्ल्यू. एस.-रिलायबल मैसेजिंग, जो एस. ओ. ए. पी. संदेशों के विश्वसनीय वितरण को संभालता है। ए. टी. एम. सेवा-विशिष्ट समन्वय कार्य ए. ए. एल. 5 के साथ पारदर्शी सुनिश्चित वितरण प्रदान करता है। आई. ई. ई. ई. 802.11 सभी यातायात के लिए विश्वसनीय सेवा प्रदान करने का प्रयास करता है। यदि भेजने वाले स्टेशन को पूर्व निर्धारित अवधि के भीतर ए. सी. के. फ्रेम नहीं मिलता है तो भेजने वाला स्टेशन एक फ्रेम को फिर से भेजेगा। हालाँकि, रियल-टाइम कंप्यूटिंग में "डिलीवरी या विफलता की सूचना" के रूप में विश्वसनीयता की परिभाषा के साथ एक समस्या है। ऐसी प्रणालियों में, वास्तविक समय डेटा देने में विफलता प्रणालियों के प्रदर्शन पर प्रतिकूल प्रभाव डालेगी, और कुछ प्रणालियाँ, जैसे। सुरक्षा-महत्वपूर्ण, सुरक्षा-शामिल और कुछ सुरक्षित मिशन-महत्वपूर्ण प्रणालियों को कुछ निर्दिष्ट न्यूनतम स्तर पर प्रदर्शन करने के लिए साबित किया जाना चाहिए। इसके लिए, महत्वपूर्ण डेटा के वितरण के लिए एक निर्दिष्ट न्यूनतम विश्वसनीयता को पूरा करने की आवश्यकता होती है। इसलिए, इन मामलों में, यह केवल डिलीवरी है जो मायने रखती है; डिलीवरी करने में विफलता की सूचना विफलता को कम करती है। कठिन वास्तविक-समय प्रणालियों में, सभी डेटा को समय सीमा तक वितरित किया जाना चाहिए या इसे प्रणाली की विफलता माना जाता है। दृढ़ वास्तविक-समय प्रणालियों में, विलंबित डेटा अभी भी मूल्यहीन है लेकिन सिस्टम कुछ मात्रा में विलंबित या लापता डेटा को सहन कर सकता है। ऐसे कई प्रोटोकॉल हैं जो विश्वसनीय वितरण और समयबद्धता के लिए वास्तविक समय की आवश्यकताओं को पूरा करने में सक्षम हैंः MIL-STD-1553B और STANAG 3910 एवियोनिक डेटा बसों के लिए ऐसे समय पर और विश्वसनीय प्रोटोकॉल के प्रसिद्ध उदाहरण हैं। एम. आई. एल.-1553 डेटा के संचरण और इन संचरणों के नियंत्रण के लिए 1 एम. बी. बी. टी./एस. साझा मीडिया का उपयोग करता है, और इसका व्यापक रूप से संघीय सैन्य वैमानिकी प्रणालियों में उपयोग किया जाता है। यह इस डेटा को प्राप्त करने या प्रसारित करने के लिए जुड़े हुए दूरस्थ टर्मिनलों (आर. टी.) को आदेश देने के लिए एक बस नियंत्रक (बी. सी.) का उपयोग करता है। इसलिए बी. सी. यह सुनिश्चित कर सकता है कि कोई भीड़भाड़ न हो और स्थानांतरण हमेशा समय पर हो। एम. आई. एल.-1553 प्रोटोकॉल स्वचालित पुनः प्रयास की भी अनुमति देता है जो अभी भी समय पर वितरण सुनिश्चित कर सकता है और भौतिक परत से ऊपर की विश्वसनीयता को बढ़ा सकता है। STANAG 3910, जिसे यूरोफाइटर टाइफून पर अपने उपयोग में EFABus के रूप में भी जाना जाता है, वास्तव में, MIL-1553 का एक संस्करण है जो डेटा हस्तांतरण के लिए 20 Mbit/s साझा मीडिया बस के साथ संवर्धित है, नियंत्रण उद्देश्यों के लिए 1 Mbit/s साझा मीडिया बस को बनाए रखता है। एसिंक्रोनस ट्रांसफर मोड (ए. टी. एम.), एवियोनिक्स फुल-डुप्लेक्स स्विच्ड ईथरनेट (ए. एफ. डी. एक्स.), और टाइम ट्रिगर्ड ईथरनेट (टी. टी. ई. ईथरनेट) पैकेट-स्विच्ड नेटवर्क प्रोटोकॉल के उदाहरण हैं जहाँ नेटवर्क द्वारा डेटा ट्रांसफर की समयबद्धता और विश्वसनीयता का आश्वासन दिया जा सकता है। ए. एफ. डी. एक्स. और टी. टी. ई. ईथरनेट भी आई. ई. ई. ई. 802.3 ईथरनेट पर आधारित हैं, हालांकि इसके साथ पूरी तरह से संगत नहीं हैं। ए. टी. एम. कनेक्शन-उन्मुख आभासी चैनलों (वी. सी.) का उपयोग करता है जिनमें नेटवर्क के माध्यम से पूरी तरह से नियतात्मक मार्ग होते हैं, और उपयोग और नेटवर्क पैरामीटर नियंत्रण (यू. पी. सी./एन. पी. सी.), जो प्रत्येक वी. सी. पर यातायात को अलग से सीमित करने के लिए नेटवर्क के भीतर लागू किए जाते हैं। यह नेटवर्क में साझा संसाधनों (स्विच बफर) के उपयोग की गणना अग्रिम रूप से किए जाने वाले यातायात के मापदंडों से की जा सकती है, अर्थात। सिस्टम डिजाइन समय पर। यह कि उन्हें नेटवर्क द्वारा लागू किया जाता है, इसका मतलब है कि ये गणनाएँ तब भी मान्य रहती हैं जब नेटवर्क के अन्य उपयोगकर्ता अप्रत्याशित तरीकों से व्यवहार करते हैं, अर्थात। वे अपेक्षा से अधिक डेटा संचारित करते हैं। गणना किए गए उपयोगों की तुलना इन संसाधनों की क्षमताओं के साथ की जा सकती है ताकि यह दिखाया जा सके कि मार्गों पर बाधाओं और इन कनेक्शनों की बैंडविड्थ को देखते हुए, इन हस्तांतरणों के लिए उपयोग किए जाने वाले संसाधन को कभी भी अधिक सदस्यता नहीं दी जाएगी। इसलिए ये स्थानांतरण कभी भी भीड़भाड़ से प्रभावित नहीं होंगे और इस प्रभाव से कोई नुकसान नहीं होगा। फिर, स्विच बफ़र्स के अनुमानित अधिकतम उपयोगों से, नेटवर्क के माध्यम से अधिकतम देरी का भी अनुमान लगाया जा सकता है। हालाँकि, विश्वसनीयता और समयबद्धता को साबित करने के लिए, और नेटवर्क से जुड़े उपकरणों द्वारा दोषों और दुर्भावनापूर्ण कार्यों के प्रति सहिष्णु होने के लिए, इन संसाधन उपयोगों की गणना किसी भी मापदंड पर आधारित नहीं हो सकती है जो नेटवर्क द्वारा सक्रिय रूप से लागू नहीं किए जाते हैं, अर्थात। वे यातायात के स्रोतों से क्या करने की अपेक्षा की जाती है या यातायात विशेषताओं के सांख्यिकीय विश्लेषण पर आधारित नहीं हो सकते हैं (नेटवर्क गणना देखें)। ए. एफ. डी. एक्स. आवृत्ति डोमेन बैंडविड्थ आवंटन और यातायात पुलिसिंग का उपयोग करता है, जो प्रत्येक आभासी लिंक (वी. एल.) पर यातायात को सीमित करने की अनुमति देता है ताकि साझा संसाधनों की आवश्यकताओं की भविष्यवाणी की जा सके और भीड़ को रोका जा सके ताकि यह साबित किया जा सके कि यह महत्वपूर्ण डेटा को प्रभावित नहीं करता है। हालाँकि, संसाधन आवश्यकताओं की भविष्यवाणी करने और यह साबित करने की तकनीकें कि भीड़भाड़ को रोका जाता है, ए. एफ. डी. एक्स. मानक का हिस्सा नहीं हैं। टी. टी. ईथरनेट समय-क्षेत्र नियंत्रण विधियों का उपयोग करके पूरे नेटवर्क में डेटा स्थानांतरित करने में सबसे कम संभव विलंबता प्रदान करता है-हर बार ट्रिगर किए गए हस्तांतरण को एक विशिष्ट समय पर निर्धारित किया जाता है ताकि साझा संसाधनों के लिए विवाद को नियंत्रित किया जा सके और इस प्रकार भीड़भाड़ की संभावना समाप्त हो जाए। नेटवर्क में स्विच इस समय को लागू करते हैं ताकि अन्य जुड़े उपकरणों में दोषों और दुर्भावनापूर्ण कार्यों के प्रति सहिष्णुता प्रदान की जा सके। हालांकि, "समक्रमित स्थानीय घड़ियाँ समय-प्रेरित संचार के लिए मौलिक पूर्व शर्त हैं"। ऐसा इसलिए है क्योंकि महत्वपूर्ण डेटा के स्रोतों को समय के बारे में स्विच के समान दृष्टिकोण रखना होगा, ताकि वे सही समय पर संचारित कर सकें और स्विच इसे सही के रूप में देखेगा। इसके लिए यह भी आवश्यक है कि जिस अनुक्रम के साथ एक महत्वपूर्ण स्थानांतरण निर्धारित किया गया है, वह स्रोत और स्विच दोनों के लिए अनुमानित होना चाहिए। यह, बदले में, संचरण अनुसूची को अत्यधिक नियतात्मक तक सीमित कर देगा, जैसे। चक्रीय कार्यकारी। हालांकि, बस या नेटवर्क पर डेटा स्थानांतरित करने में कम विलंबता आवश्यक रूप से आवेदन प्रक्रियाओं के बीच कम परिवहन देरी में परिवर्तित नहीं होती है जो इस डेटा को स्रोत और डूबाती है। यह विशेष रूप से सच है जहां बस या नेटवर्क पर स्थानांतरण चक्रीय रूप से निर्धारित होते हैं (जैसा कि आमतौर पर एम. आई. एल.-एस. टी. डी.-1553बी और एस. टी. ए. एन. ए. जी. 3910 के मामले में होता है, और आवश्यक रूप से ए. एफ. डी. एक्स. और टी. टी. ईथरनेट के मामले में) लेकिन आवेदन प्रक्रियाएं इस अनुसूची के साथ समन्वित नहीं होती हैं। ए. एफ. डी. एक्स. और टी. टी. ईथरनेट दोनों के साथ, इंटरफेस के लिए अतिरिक्त कार्यों की आवश्यकता होती है, जैसे। ए. एफ. डी. एक्स. का बैंडविड्थ एलोकेशन गैप नियंत्रण, और समय-प्रेरित डेटा के स्रोतों के बहुत करीबी समन्वय के लिए टी. टी. ईथरनेट की आवश्यकता, जो मानक ईथरनेट इंटरफेस का उपयोग करना मुश्किल बनाती है। नेटवर्क में यातायात के नियंत्रण के लिए अन्य तरीके जो इस तरह के मानक आई. ई. ई. ई. 802.3 नेटवर्क इंटरफेस के उपयोग की अनुमति देंगे, वर्तमान शोध का विषय है। संदर्भ नेटवर्क प्रोटोकॉल विश्वसनीयता इंजीनियरिंग