फ्लो कण्ट्रोल (डेटा)

डेटा संचार में, प्रवाह नियंत्रण दो नोड्स के बीच डेटा ट्रांसमिशन की दर को प्रबंधित करने की प्रक्रिया है ताकि एक तेज़ प्रेषक को एक 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 तंत्र को वर्गीकृत किया जा सकता है कि प्राप्त नोड भेजने वाले नोड 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 यदि प्राप्त करने वाले कंप्यूटर में भेजने वाले कंप्यूटर की तुलना में कम प्रसंस्करण शक्ति हो।

स्टॉप-एंड-वेट
स्टॉप-एंड-वेट फ्लो नियंत्रण का सबसे सरल रूप है। इस पद्धति में संदेश को कई फ़्रेमों में तोड़ा जाता है और रिसीवर डेटा का एक 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 भेजेगा।

संचालन

 * 1) प्रेषक: एक समय में एक फ्रेम को प्रसारित करता है।
 * 2) प्रेषक 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 टाइम आउट हिट होने पर चरण 1 पर जाएं।

यदि हस्तांतरण (ट्रांसमिशन) के दौरान कोई 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 खराब तब होता है जब प्रसार विलंब संचरण 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 प्रोटोकॉल में त्रुटि की संभावना अधिक होती है। यदि संदेश छोटे हैं तो त्रुटियों का जल्दी पता लगने की संभावना अधिक 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
प्रवाह नियंत्रण की विधि जिसमें एक रिसीवर एक विंडो के पूर्ण होने तक डेटा संचारित करने के लिए ट्रांसमीटर अनुमति देता है। जब विंडो भर जाती है, तो ट्रांसमीटर को तब तक ट्रांसमिट करना बंद कर देना चाहिए जब तक कि रिसीवर एक बड़ी विंडो का विज्ञापन नहीं करता।

बफर आकार सीमित और पूर्व-स्थापित होने पर स्लाइडिंग-विंडो प्रवाह नियंत्रण का सबसे अच्छा उपयोग किया जाता है। एक प्रेषक और एक रिसीवर के बीच एक विशिष्ट संचार के दौरान रिसीवर एन फ्रेम के लिए बफर स्पेस आवंटित करता है (एन फ्रेम में बफर आकार है)। प्रेषक भेज सकता है और रिसीवर पावती के लिए इंतजार किए बिना एन फ्रेम स्वीकार कर सकता है। उन फ़्रेमों को ट्रैक करने में सहायता के लिए फ़्रेम को अनुक्रम संख्या असाइन की जाती है जिन्हें एक पावती प्राप्त हुई थी। रिसीवर एक पावती भेजकर फ्रेम को स्वीकार करता है जिसमें अगले फ्रेम की अनुक्रम संख्या शामिल होती है। यह पावती घोषणा करती है कि रिसीवर एन फ्रेम प्राप्त करने के लिए तैयार है जो निर्दिष्ट संख्या से शुरू होता है। प्रेषक और रिसीवर दोनों ही एक विंडो कहलाते हैं। विंडो का आकार बफ़र आकार से कम या उसके बराबर होता है।

स्टॉप-एंड-वेट फ्लो कंट्रोल की तुलना में स्लाइडिंग विंडो फ्लो कंट्रोल का प्रदर्शन कहीं बेहतर है। उदाहरण के लिए, एक वायरलेस 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 होगा।

स्लाइडिंग विंडो फ्लो कंट्रोल एक पॉइंट टू पॉइंट प्रोटोकॉल है, यह मानते हुए कि कोई अन्य संस्था वर्तमान डेटा ट्रांसफर पूरा होने तक संचार करने की कोशिश नहीं करती है। प्रेषक द्वारा अनुरक्षित विंडो इंगित करती 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 शुरू होने वाली विंडो के भीतर फ़्रेम भेजे जा सकते हैं।

गो-बैक-एन
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 आमतौर पर इस तरह चुना जाता है कि N शब्दों को प्रसारित करने में लगने वाला समय ट्रांसमीटर से रिसीवर तक और फिर से वापस आने में होने वाले विलंब से कम होता है इसलिए, रिसीवर पर बफर की जरूरत नहीं है।

सामान्यीकृत प्रचार विलंब (a) = $propagation time (Tp)/transmission time (Tt)$, जहां Tp = लंबाई (L) ओवर प्रोपगेशन वेलोसिटी (V) और Tt = बिटरेट (r) ओवर फ्रैमरेट (F)। ताकि a =$LF/Vr$.

उपयोगिता प्राप्त करने के लिए आपको एक विंडो आकार (N) परिभाषित करना होगा। यदि N 2a + 1 से अधिक या उसके बराबर है तो ट्रांसमिशन 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।

सेलेक्टिव रिपीट
सेलेक्टिव रिपीट एक कनेक्शन ओरिएंटेड प्रोटोकॉल है जिसमें ट्रांसमीटर और रिसीवर 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 यह 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 एक 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 सेलेक्टिव रिपीट के सबसेट के साथ करने के विचार के लिए किया गया है।

स्टॉप एंड वेट
त्रुटि मुक्त: $$\frac{1}{2a + 1}$$.

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

सेलेक्टिव रिपीट
हम थ्रूपुट टी को ट्रांसमिटेड प्रति ब्लॉक किए गए 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 से टी 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। ट्रांसमिट फ्लो कंट्रोल डेटा ट्रांसफर की दो दिशाओं में स्वतंत्र रूप से हो सकता है, इस प्रकार एक दिशा में ट्रांसफर दरों को दूसरी दिशा में ट्रांसफर दरों से अलग होने की अनुमति देता है। संचारण 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 इंटरफ़ेस में नियंत्रण सिग्नल लाइनों द्वारा (सीरियल पोर्ट और RS-232 देखें),
 * या इन-बैंड कंट्रोल कैरेक्टर्स को सिग्नल फ्लो स्टार्ट और स्टॉप (जैसे कि XON/XOFF के लिए ASCII कोड) के लिए आरक्षित करके।

हार्डवेयर प्रवाह नियंत्रण
सामान्य RS-232 में नियंत्रण रेखाओं के जोड़े होते हैं जिन्हें आमतौर पर हार्डवेयर प्रवाह नियंत्रण कहा जाता है:
 * आरटीएस (भेजने के लिए अनुरोध) और सीटीएस (भेजने के लिए स्पष्ट), आरटीएस फलो कनटो्ल उपयोग किया जाता है
 * डीटीआर (डेटा टर्मिनल रैडी) और डीएसआर (डेटा सेट रैडी), डीटीआर प्रवाह नियंत्रण

हार्डवेयर प्रवाह नियंत्रण आमतौर पर डीटीई या "मास्टर एंड" द्वारा नियंत्रित किया जाता है क्योंकि यह पहली बार दूसरी तरफ आदेश करने के लिए अपनी लाइन को ऊपर उठा रहा है या जोर दे रहा है:
 * आरटीएस नियंत्रण प्रवाह के मामले में, डीटीई अपने आरटीएस को सेट करता है, जो इसके डेटा इनपुट लाइन की निगरानी शुरू करने के लिए विपरीत छोर को संकेत देता है। डेटा के लिए तैयार होने पर, स्लेव एंड इस उदाहरण में अपनी पूरक लाइन, CTS को बढ़ा देगा, जो मास्टर को डेटा भेजना शुरू करने का संकेत देता है, और मास्टर को स्लेव के डेटा आउटपुट लाइन की निगरानी शुरू करने का संकेत देता है। यदि किसी भी छोर को 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 कनेक्शन पूरा हो जाता है), और डेटा के प्रत्येक ब्लॉक के लिए RTS/CTS बढ़ाए जाते हैं।

हार्डवेयर प्रवाह नियंत्रण का एक उदाहरण कंप्यूटर इंटरफ़ेस 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 आउटगोइंग डेटा सीटीएस को कम करके रोक दिया जाता है यदि मॉडेम एक रिसेप्शन का पता लगाता है।


 * ध्रुवीयता:
 * RS-232 लेवल सिग्नल ड्राइवर IC द्वारा उलटे हैं, इसलिए लाइन पोलरिटी TxD-, RxD-, CTS+, RTS+ है (जब HI, डेटा 1 एक LO है तो भेजने के लिए स्पष्ट)
 * माइक्रोप्रोसेसर पिन के लिए संकेत TxD+, RxD+, CTS-, RTS- हैं (जब LO, डेटा 1 एक HI है तो भेजने के लिए स्पष्ट)

सॉफ्टवेयर प्रवाह नियंत्रण
इसके विपरीत, एक्सओएन/एक्सओएफएफ को आमतौर पर सॉफ्टवेयर प्रवाह नियंत्रण के रूप में संदर्भित किया जाता है।

ओपन-लूप फ्लो कंट्रोल
ओपन-लूप फ्लो कंट्रोल मैकेनिज्म की विशेषता रिसीवर और ट्रांसमीटर के बीच कोई फीडबैक 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 फ्लो कंट्रोल में नेटवर्क संसाधनों के उपयोग को अधिकतम करने में अंतर्निहित समस्याएं हैं। CAC (कनेक्शन प्रवेश नियंत्रण) का उपयोग करके कनेक्शन सेटअप पर संसाधन आवंटन किया जाता है और यह आवंटन उस जानकारी का उपयोग करके किया जाता है जो कनेक्शन 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 फ्लो कंट्रोल का उपयोग एटीएम द्वारा अपने सीबीआर, वीबीआर और यूबीआर सेवाओं में किया जाता है (यातायात अनुबंध और भीड़ नियंत्रण देखें)।

ओपन-लूप प्रवाह नियंत्रण में दो नियंत्रण शामिल हैं; नियंत्रक और नियामक। नियंत्रक से संकेत के जवाब में नियामक इनपुट चर को बदलने में सक्षम है। एक ओपन-लूप सिस्टम में कोई फीडबैक या फीड फॉरवर्ड मैकेनिज्म नहीं होता है, इसलिए इनपुट और आउटपुट सिग्नल 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 खुले 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 फ्लो कंट्रोल
बंद-लूप प्रवाह नियंत्रण (क्लोज-लूप फ्लो कंट्रोल) तंत्र को ट्रांसमीटर को लंबित नेटवर्क भीड़ की रिपोर्ट करने के लिए नेटवर्क संकुलन क्षमता की विशेषता है। यह जानकारी तब ट्रांसमीटर द्वारा मौजूदा नेटवर्क स्थितियों में अपनी गतिविधि को अनुकूलित करने के लिए विभिन्न तरीकों से उपयोग की जाती है। एबीआर द्वारा क्लोज-लूप फ्लो कंट्रोल 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 शामिल 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 शुरू 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 कंट्रोल प्रणाली एक प्रतिक्रिया या फ़ीड अग्रेषण प्रणाली हो सकती है:

फीडबैक क्लोज-लूप सिस्टम में फीड-बैक मैकेनिज्म होता है जो सीधे इनपुट और आउटपुट सिग्नल से संबंधित होता है। फीडबैक 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 रेगुलेटर पर सुधारात्मक कार्रवाई शुरू करने के लिए किया जाता है। उद्योग में अधिकांश नियंत्रण लूप फीडबैक प्रकार के होते हैं।

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

बंद-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 फ्लो कंट्रोल
 * कम्प्यूटर नेट्वर्किंग
 * टै्फिक अनुबंध
 * भीड़ नियंत्रण
 * ब्रॉडबैंड नेटवर्क में टेलीट्रैफिक इंजीनियरिंग
 * टेलीट्रैफिक इंजीनियरिंग
 * ईथरनेट फ्लो कंट्रोल
 * हेन्डशेकिंग

संदर्भ
Sliding window:
 * last accessed 27 November 2012.

इस पेज में लापता आंतरिक लिंक की सूची

 * डाटा संचार
 * संचरण में देरी
 * प्रचार देरी
 * डेटा सर्किट-टर्मिनिंग उपकरण
 * नियंत्रण संकेत
 * अर्ध द्वैध
 * स्थिर बिट दर

बाहरी संबंध

 * RS-232 flow control and handshaking