Механизм управления коробкой передач | Трансмиссия

Механизм управления коробкой передач соединяет ручной рычаг управления коробкой передач, расположенный под рулевым колесом, с механизмом переключения на боковой крышке коробки. Благодаря этому водитель, переставляя рычаг в соответствующее положение, включает передачи, необходимые по условиям движения.

Рис. Схема механизма управления коробкой передач:
1 — вал управления коробкой передач; 2 — упорная шайба; 3 — кожух головки вала; 4 — головка вала управления; 5 — ось рычага; 6 — рычаг управления коробкой передач; 7 — пружина; 8 — шпонка; 9 — волнистая шайба; 10 — подшипник вала управления; 11 — верхняя регулировочная шайба; 12 — нижняя регулировочная шайба; 13 — труба рулевой колонки; 14 — тяга управления переключателем; 15 — рычаг переключателя; 16 — вкладыш рычага; 17 — нижний рычаг управления переключателем; 18 — тяга переключения передач; 19 — сальник вала управлении; 20 — возвратная пружина; 21 — шайба возвратной пружины; 22 — рычаг переключении передач; 23 — шайба; 24 — сальник; 25 — картер рулевого механизма; 26 — кронштейн верхнего рычага управления переключателем; 27 — клин; 28 — поводов верхнего рычага, 20 — вкладыш поводка; 30 — сухарь тяги; 14, 31 — верхний рычаг управления переключателем

Рычаг 6 установлен в головке вала 1 управления и может поворачиваться на оси 5, запрессованной в головке. Наружный конец рычага оканчивается пластмассовой рукояткой, а внутренний имеет сферическую головку, которая входит в отверстие шпонки 6, приваренной контактной сваркой к валу 1. На другой стороне вала имеется еще одна такая же шпонка, но без отверстия. Эти шпонки входят в продольные пазы головки 4. Вал таким образом может перемещаться относительно головки в осевом направлении, а поворачиваться только вместе с ней. Если опустить наружный конец рычага 6 из нейтрального положения вниз, вал 1 поднимется в верхнее положение, а если поднять вверх, вал опустится в нижнее положение. При повороте рычага 6 около рулевой колонки вместе с ним поворачиваются и головка 4 вала, и вал. На конец рычага 6 надета тугая пружина 7, удерживающая рычаг от вибрации при езде по неровной дороге.

Вал управления представляет собой тонкостенную стальную трубу, помещенную внутри трубы 13 рулевой колонки. Концы вала свободно вставлены внизу в горловину картера 25 рулевого механизма, а наверху — в подшипник 10 вала, представляющий собой муфту из цинкового сплава, укрепленную болтами на трубе рулевой колонки. В верхнюю часть подшипника запрессована полиамидная втулка. На нижний конец вала надета возвратная пружина 20, зажатая между горловиной картера рулевого механизма и шайбой 21, надетой на вал. Эта пружина при выключении передач возвращает вал кверху, помогая водителю поставить механизм переключения в нейтральное положение. К валу приварена шайба 23, на которой лежит войлочная уплотнительная шайба-сальник 24, не пропускающая пыль и воздух, загрязненный газами от двигателя, в пассажирское помещение кузова. В отверстие горловины картера рулевого механизма также установлен сальник 19 для защиты от грязи рабочей поверхности вала управления. Между головкой 4 вала и подшипником 10 вставлена с натягом волнистая стальная шайба 9. Благодаря этому головка вала зажата между подшипником и упорной шайбой 2, вставленной в трубу рулевой колонки. Натяг шайбы регулируют шайбами 11 и 12, которые укладывают в таком количестве, чтобы высота шайбы 9 в сжатом состоянии была бы равна примерно 0,5 мм. Это устройство гасит угловые колебания рычага 6 управления коробкой.

Концы вала управления точно калиброваны по наружному диаметру для того, чтобы вал плавно и легко перемещался и поворачивался в горловине картера и в подпятнике.

Для соединения вала управления с механизмом переключения коробки у нижнего конца вала установлены два рычага: рычаг переключения передач 22 и верхний рычаг 31 управления переключателем. Рычаг 22 переключения передач основанием в виде кольца надет на вал управления и приварен к нему. В отверстие на конце этого рычага вставлен шарнирно верхний конец тяги 18, нижний конец которой соединен с рычагом 15 переключателя. Таким образом, при повороте вала управления вследствие поворота рычага 6 переключатель механизма переключения тоже поворачивается.

Верхний рычаг 31 управления переключателем установлен на кронштейне 26, являющемся одновременно хомутом для креплении трубы рулевой колонки на картере рулевого механизма. Кронштейн 26 имеет два ушка, в отверстия которых запрессованы пластмассовые втулки. В эти втулки вставлена ось с напрессованным на нее, а затем приваренным рычагом 31. В промежутке между ушками кронштейна на эту ось надет поводок 28 рычага. Он затянут на оси клином 27 с гайкой. Чтобы поводок не проворачивался, на оси в этом месте сделана лыска. Благодаря поводку, заключенному между ушками, ось не может выскочить из кронштейна. Основное назначение поводка — передавать осевое перемещение вала 1 рычагу 31 управления переключателем. Для этого поводок имеет на конце вилку, в которую вставлен стальной вкладыш 29, надетый своей прорезью на основание-кольцо рычага 22 переключения передач. При осевом перемещении вала 1 вкладыш движется вместе с валом и поворачивает поводок, а с ним и рычаг 31. В отверстие верхнего рычага 31 управления переключателем вставлена резиновая втулка с металлической гильзой, развальцованной во втулке. В отверстие этой гильзы вставлена ось сухаря 30, закрепленная от выпадания шплинтом. Сухарь надет на конец тяги 14 управления переключателем. Благодаря резьбе на тяге и двум контргайкам сухарь можно переставлять на тяге и таким образом регулировать ее рабочую длину.

Длина тяги 18 переключения передач не регулируется.

Тяга 14 передает движение от верхнего рычага 31 нижнему рычагу 17, установленному на боковой крышке коробки передач. Из рисунка (вид Б) видно, что нижний рычаг 17 имеет на конце вилку с вкладышем 10 аналогично поводку 28 верхнего рычага. Вкладыш надет на сектор рычага 15 переключателя. При повороте рычага 17 вал переключателя перемещается в осевом направлении, вследствие чего кулак переключатели войдет в паз соответствующей вилки переключения передач.

Для включения первой и второй передач водитель сначала перемещает рычаг 6 управления коробкой вверх по направлению к ободу рулевого колеса. При этом внутреннее плечо рычага опускает вал управления вниз, сжимая возвратную пружину 20. Опускаясь вниз, вал при помощи поводка 28 поворачивает рычаг 31, который, в свою очередь, с помощью тяги 14 поворачивает нижний рычаг 17, а последний передвигает переключатель в положение, необходимое для включения первой и второй передач. После этого водитель поворачивает рычаг 6 вверх или вниз, смотри по тому, какую передачу (первую или вторую) ему нужно включить.

Вместе с рычагом 6 поворачивается вал 1, а следовательно, и рычаг 22 переключения передач, который с помощью тяги 18 повернет переключатель в нужном направлении. Кулак переключателя при этом передвинет вилку включения вперед или назад и включит таким образом необходимую передачу.

Чтобы включить третью или четвертую передачу, не нужно перемещать вал 1 в осевом направлении. В этом случае рычаг 6 необходимо лишь повернуть от нейтрального положения. Для включения передачи заднего хода нужно отжать сначала рычаг 6 вниз до упора, преодолев при этом сопротивление пружины упора заднего хода, а затем повернуть рычаг 6 вверх против часовой стрелки. Вал 1 управления при этом поднимется вверх от нейтрального положения, что вызовет перемещение переключателя, необходимое для зацепления его кулака с рычагом вала включения заднего хода.

При правильной регулировке механизма управления вал управления должен легко подниматься вверх под действием возвратной пружины, как только механизм будет стронут с зафиксированного положения, и опускаться вниз от небольшого усилия водителя. При включении заднего хода усилие, необходимое для перемещения рычага управления коробкой, должно быть заметно большим, чем при включении передач переднего хода. Затруднительное переключение передач переднего хода и в особенности тугое перемещение вала управления в осевом направлении служат признаком необходимости регулировки механизма управления. Для этого, включив третью или четвертую передачу, регулируют рабочую длину тяги 14 управления переключателем, перемещая вдоль тяги сухарь 30 так, чтобы поводок 28 верхнего рычага 31 управления переключателем установился бы перпендикулярно оси рулевой колонки. После этого сухарь закрепляют, затягивая обе контргайки в упор с торцами сухаря.

Между нижним рычагом 15 переключателя и упором заднего хода должен быть зазор 0,05—0,25 мм при таком положении переключателя, когда кулак его находится на расстоянии 3,5 мм от торца крышки (как показано на рисунке). Зазор между рычагом и упором регулируют прокладками 12, которые кладут под упор.

Механизм переключения, т. е. боковая крышка в сборе, монтируется на коробке передач при нейтральном положении всех шестерен.

Механизм управления (переключения) коробки передач

Механизм управления, с помощью которого осуществляются включение и выключение передач, находится обычно в крышке коробки передач и приводится в действие качающимся рычагом.

Рассмотрим устройство механизма управления (переключения) пятиступенчатой коробкой передач.

Рычаг переключения передач свободно качается в сферическом гнезде крышки коробки передач, опираясь на него шаровым утолщением и удерживаясь в нем пружиной и фиксатором (штифтом).

Рис. Механизм переключения передач:
1 — ползун; 2 — верхняя крышка картера коробки передач; 3 — вилка переключения 1 передачи и ЗХ; 4 — вилка переключения II и III передач; 5 — вилка переключения IV и V передач; 6 — шарик замкового устройства; 7 — корпус фиксатора; 8 — пружина фиксатора; 9 — штифт замкового устройства; 10 — шарик фиксатора; 11 — вентиляционный колпачок; 12 — пружина предохранительного устройства; 13 — шток; 14 — толкатель

Нижний конец рычага входит в паз одной из трех вилок, каждая из которых перемещает каретку синхронизатора или шестерню I передачи и заднего хода. Для уменьшения хода рычага переключения передач при включении I передачи или передачи заднего хода имеется промежуточный рычаг, установленный на оси.

Фиксация включенного или выключенного положения в коробке передач обеспечивается с помощью фиксаторов, состоящих из шариков 10 и пружин 8, размещенных вертикально в приливах верхней крышки 2 картера коробки передач. Шарики входят в верхние углубления ползунов. На каждом ползуне 1 имеется по три углубления: одно (среднее) — для нейтрального положения и два — для соответствующих передач. Расстояния между углублениями выбраны такими, чтобы обеспечить зацепление соответствующих зубчатых венцов на всю длину зубьев.

Для предотвращения случайного включения одновременно двух передач служит замковое устройство, состоящее из штифта 9 и двух шариков 6. Для шариков на ползунах имеются боковые углубления, а штифт установлен в горизонтальном отверстии среднего ползуна. Сумма диаметров всех шариков и длины штифта равна расстоянию между крайними ползунами, суммированному с величиной одного углубления на ползуне. Вследствие этого при перемещении одного из ползунов два других запираются шариками в нейтральном положении. Для включения I передачи или передачи заднего хода необходимо приложить дополнительное усилие, чтобы рычагом переключения передач сжать до упора пружину предохранительного устройства и тем самым предотвратить возможность случайного включения передачи заднего хода при движении вперед.

Привод переключения передач в коробках передач ТС устанавливается как рычажный непосредственно на крышке коробки передач, так и дистанционный (например, у автомобиля КамАЗ).

Механизмы управления коробками передач

Механизмы управления КП служат для включения передачи, ее переключения в зависимости от меняющихся условий работы трактора и ее выключения — перевода в режим нейтральной передачи. Их конструкция зависит от метода переключения передач — с остановкой трактора ( с разрывом потока мощности) или без его остановки (без разрыва или с кратковременным разрывом потока мощности).

Рис. 4.7. Схемы составной планетарной КП

В первом случае механизм управления КП служит:

• для установки шестеренкареток или жестких блокировочных муфт (при наличии шестерен постоянного зацепления) в рабочее или нейтральное положение;
• их фиксации от осевых перемещений;
• предотвращения их самопроизвольного включения или выключения;
• предотвращения одновременного включения двух передач.

Механизм управления представляет собой механическую рычажно­тяговую систему, управляемую мускульной силой тракториста.

Во втором случае в КП установлены только шестерни постоянного зацепления, а их блокировка может осуществляться тремя способами: с использованием синхронизаторов или фрикционных многодисковых муфт с гидроподжатием (для КП с неподвижными осями валов) или аналогичных фрикционных муфт и тормозов (для ПКП). В двух последних случаях гидравлическое управление КП состоит в подаче масла под давлением в бустер необходимой муфты или тормоза и его отводе из них при их раз­блокировании, а также в предотвращении самопроизвольного их включения и выключения.

Механизмы управления ступенчатыми коробками передач.
Принципиальные схемы механизмов управления КП рычажно-тяговой системы и отдельных ее элементов показаны на рис. 4.8. Осевое передвижение шестерен-кареток 16 или жестких блокировочных муфт и муфт синхронизаторов производится управляющими вилками 15, которые вводятся в кинематическую связь с рычагом 18 управления КП. Концы вилки 15, как правило, входят в кольцевую проточку М на наружной поверхности каретки 16 (или блокировочной муфты), не мешая ее вращению, но ограничивая ее осевое перемещение по валу, фиксируя тем самым включенное или нейтральное ее положение. Вилки 15 в большинстве случаев жестко связаны с цилиндрическими 14 или прямоугольными 28 (рис. 4.8,г) ползунами. На ползунах имеются специальные прямоугольные пазы Н, в которые вводится конец короткого плеча управляющего рычага 18. Внешний, более длинный и удобно расположенный к трактористу конец рычага обычно имеет пластмассовую головку 6.

Встречаются конструкции (рис. 4.8,в), когда каретка находится в глубине КП и прямую ее связь с ползуном осуществить сложно. Тогда применяют промежуточный двуплечий рычаг 22. В этом случае обычно на головке вилки 23 делают фрезерованный боковой паз Р, посредством которого рычаг 22 перемещает ее по неподвижной направляющей оси 24. Необходимо отметить, что подобное перемещение головки вилки по направляющей оси иногда применяется для непосредственного ее соедине­ния с рычагом управления КП или с промежуточным прямоугольным ползуном.

Жесткое соединение управляющей вилки 15 с цилиндрическим ползуном (рис. 4.8,е) осуществляется чаще всего посредством фиксирующего болта 29 или стяжного фиксирующего болта 30. Болты обычно стопорятся проволокой 31. Управляющие вилки с прямоугольными ползунами обычно соединяются стыковой электросваркой.

Число внешних рычагов управления КП зависит от ее кинематической схемы, но обычно не превышает двух. В продольно расположенных двух- и трехвальных КП применяют только один рычаг. В поперечно расположенных трехвальных КП с реверсированием передач, а также в составных и специальных, используют два рычага: один для переключения передач в диапазоне, а другой для выбора диапазона передач в редукторе.

Наиболее распространен рычаг управления с шаровым шарниром (рис. 4.8,а), образованным шаровым утолщением 3 рычага 18 и сферическим гнездом 7 поддерживающей колонки. Штифт 8, входящий из колонки в вертикальный паз утолщения 3, предотвращает осевое вращение рычага 18, но позволяет устойчивое его продольное и поперечное качание для управления ползунами. Сферический колпак 4 и пружина 5 обеспечивают плотную защиту шарового шарнира от пыли и грязи. Иногда сверху колпака устанавливают защитный гофрированный резиновый чехол для лучшей защиты внутренней полости КП от проникновения внутрь абразива и влаги.

При нейтральной передаче пазы 11 ползунов 14 и 28 располагаются в одной поперечной плоскости, чтобы нижний конец рычага 18 мог свободно перемещаться из одного паза в другой при его поперечном качении. Для включения передачи необходимо боковым перемещением рычага 18 ввести его нижний конец в зацепление с необходимым ползуном. Затем, двигая рычаг 18 вперед или назад, переместить его с вилкой 15 до полного зацепления включаемой пары шестерен на полную ширину зубчатого венца или блокировочной муфты.

Чтобы исключить одновременное перемещение двух соседних ползунов перемещение рычага 18 часто происходит по направляющим прорезям О пластинчатых кулис 17 в пределах, необходимых для включения каждой передачи. Обычно кулиса 17 устанавливается под шаровой опорой, но встречается ее установка и сверху последней. Широко в качестве кулисы применяют и неподвижные разделительные планки 27 (рис. 4.8,г) с прямоугольным боковым пазом Т, установленные между прямоугольными ползунами 28 вилок включения. При «нейтральной передаче» пазы Н и Т соответственно ползунов 28 и планок 27 совпадают, и нижний конец рычага 18 имеет возможность свободного поперечного качания до упоров в боковые ограничительные планки 26, не имеющие пазов.

При включении передачи нижний конец рычага 18 вместе с пазом ползуна смещается относительно пазов Т на разделительных планках, как показано на схеме, что исключает одновременность перемещения двух ползунов. Иногда для этой цели применяют блокирующие замки (рис. 4.8Д), состоящие из двух шариков 25, расположенных с небольшим зазором в боковых соосных отверстиях между каждой парой цилиндрических ползунов 14. При нейтральной передаче они находятся против полукруглых проточек С ползунов 14. При включении какой — либо передачи передвигающийся ползун сдвигает шарики 25, зажимая ими кольцевые проточки С смежных ползунов, блокируя возможность их перемещения, как показано на схеме.

Для закрепления кареток 16 (или соответствующих блокировочных муфт) в рабочих положениях, а также для предотвращения их самопроизвольного выключения при работе трактора их ползуны 14 и 28 удерживаются пружинными фиксаторами. Для этого фиксаторы чаще всего выполняются в виде ступенчатого стержня 11 (рис. 4.8,а) с нижней конусной головкой 13, которая под действием пружины 12, постоянно прижата к ползуну. Иногда фиксатором служит шарик 20 (рис. 4.8,в), поджимаемый пружиной 21.

Для включения или переключения передач тракторист должен при­ложить усилие к рычагу 18 и сдвинуть ползун 14 или 28, выжимая при этом фиксатор из выточки Л, и перемещать рычаг до тех пор, пока фикса­тор вновь не опустится в смежную выточку, что будет соответствовать включенной или выключенной передаче. При этом обычно слышен щелчок фиксатора.
В ряде механизмов управления КП применяются блокировочные устройства, исключающие возможность перемещения ползунов при вклю­ченном сцеплении во избежание поломок зубьев подвижных шестерен и муфт.

Часто этот механизм блокировки (рис. 4.8,а) состоит из блокировоч­ного валика 10, располагаемого над концами стержней 11 фиксаторов, управляемого системой рычагов 9 и тяг 2 от педали 1 сцепления. На валике 10 имеется продольный паз К или местные сверления, лежащие в поперечных плоскостях, проходящих через ось фиксаторов. При включенном сцеплении, как показано на схеме, концы стержней 11 упираются в цилиндрическую поверхность валика 10, что исключает возможность их подъема, а, следовательно, и переключения передач.

При полностью выключенном сцеплении валик 10 повернут в положение, когда продольная плоскость паза К совпадает с продольной плоскостью осей фиксаторов. В этом случае фиксаторы могут подниматься при переключении передач. Иногда (рис. 4.8,6) блокировочный валик 19 имеет не вращательное движение, а осевое. В этом случае ползуны 14 блокируются непосредственно цилиндрической частью валика 19, как показано на схеме. При выключении сцепления последний сместится в положение, когда его фрезерованные участки П не будут препятствовать перемещению ползунов 14, то есть переключению передач.

В современных конструкциях КП предусматриваются устройства, исключающие возможность запуска двигателя при включенной передаче. Обычно они имеют датчик положения рычага управления, включенный в электрическую схему магнето пускового двигателя или стартера.

Синхронизаторы. Синхронизатором называют узел механизма управления КП, служащий для бесшумного и безударного включения передач. В основу действия синхронизатора положен принцип использования сил трения для выравнивания (синхронизации) угловых скоростей соединяемых деталей, образующих передачу. Обычно синхронизаторы имеют конические поверхности трения, хотя встречаются и дисковые.

Различают синхронизаторы простые и инерционные.

Простые синхронизаторы не препятствуют включению передачи до полного выравнивания угловых скоростей соединяемых деталей КП, что обычно сопровождается появлением ударных нагрузок и шума.

Инерционные синхронизаторы получили наибольшее распространение в КП тракторов и автомобилей, так как имеют устройство блокировки для безударного и бесшумного включения передачи.

Инерционный синхронизатор состоит из трех основных элементов:

выравнивающего — фрикционного устройства, поглощающего энергию касательных сил инерции вращающихся масс

включающего — зубчатой муфты, включающей передачу.

блокирующего — устройства, препятствующего включению зуб­чатой муфты до полного выравнивания угловых скоростей соединяемых деталей.

На рис. 4.9 представлен инерционный синхронизатор, получивший распространение в КП тракторов и автомобилей. На шлицах переднего конца вторичного вала 10 неподвижно закреплена ступица 8 синхронизатора, на зубчатом венце которой установлена муфта 3 включения, управляемая вилкой 4. Зубчатый венец имеет три продольных паза 9, в которые установлены ползуны 7. Последние имеют в средней наружной части выступы, а на внутренней стороне — проточки в виде паза.

Ползуны 7 своими выступами прижаты к кольцевой проточке внутренней поверхности муфты 3 двумя пружинными кольцами 5, отогнутые концы которых заведены в паз одного из ползунов. Тем самым осуществляется упругая фиксация ползунов 7 в средней части муфты 3 при нейтральном ее положении.

С обеих сторон ступицы 8 синхронизатора установлены латунные блокирующие кольца 2 с зубчатыми венцами. На торцах колец выполнены три продольных паза 11, ширина которых несколько больше ширины ползунов 7. В пазы колец 2 входят концы ползунов 7, чем обеспечивается их совместное вращение.

На внутренней конической поверхности блокирующих колец 2 нареки 3 резьба с мелким шагом, которая служит для разрушения масляной пленки и увеличения коэффициента трения между конусами блокирующих колец и наружной конической поверхностью ступиц зубьев шестерен 1 и 6. На ступицах шестерен 1 и 6 нарезаны зубья, такие же, как и на зубчатых венцах ступицы 8 и колец 2. Торцы зубьев блокирующих колец, обращенные к ступице 8, имеют скосы. Такие же скосы выполнены на «убьях муфты 3 и на зубьях ступиц шестерен.

Функцию включающего элемента выполняет муфта 3, выравнивающего — конусные поверхности ступиц шестерен 7 и 6 и колец 2, блокирующего — кольца 2.

Конструкция позволяет включить одну из двух передач: прямую (при блокировке вала К) и шестерни 7) и замедленную (при блокировке нала К) и шестерни 6). Рассмотрим работу синхронизатора при включении, например, прямой передачи.

Для включения передачи водитель выключает ФС и перемещает ры­чаг ом управления ползун, связанный с вилкой 4. Муфта 3 перемещается влево вместе с ползунами 7 и кольцом 2, пока последнее не войдет в контакт с шестерней 1. По мере увеличения усилия на рычаге, пружинные » кольца 5 деформируются, выступы ползунов выходят из проточки муфты, и она перемещается влево вдоль ползунов. Если угловые скорости кольца и шестерни одинаковые, то муфта, проходя через зубья кольца 2, входит в зацепление с зубьями шестерни 1, включая тем самым прямую передачу. Скосы на торцах зубьев при необходимости обеспечивают правильную и взаимную ориентацию блокируемых элементов за счет их поворота.

Рис. 4.9. Инерционный синхронизатор: а — конструкция; б — детали; 1 — шестерня ведущего вала, 2 — конусное блокирующее кольцо 3 — муфта, 4 — вилка, 5 — пружинное кольцо; б — шестерня передачи, 7 — ползун, 8- ступица; 9 продольные пазы в ступице, 10 — вторичный вал КП; 11 — пазы в торце блокирующего кольца

Если угловые скорости кольца 2 (вала 10) и шестерни 1 разные, то под действием возникшей силы трения между конусами кольцо 2 поворачивается на некоторый угол относительно муфты 3 в пределах зазора между ползунами 7 и пазами 11. При этом зубья кольца 2 занимают положение препятствующее дальнейшему перемещению муфты 3. С косы, выполненные на торцах зубьев муфты и кольца 2, обеспечивают передачу осевого усилия со стороны муфты на конусные поверхности трения. Одновременно с этим на зубьях кольца возникают реакции, стремящиеся вернуть кольцо в исходное состояние по отношению к муфте. Однако углы скосов зубьев выбраны так, что пока угловые скорости шестерни 1 и вала 10 не станут равными, момент трения между шестерней 1 и кольцом 2 сделать это не позволит.

Таким образом, синхронизатор позволяет включить передачу только после выравнивания угловых скоростей блокируемых элементов. Заметим, что вал 10 всегда кинематически связан с ведущими колесами. Скорость его вращения зависит от скорости трактора, и изменить ее с помощью синхронизатора практически невозможно. Шестерни 1 и 6 связаны с ведомыми частями ФС, которые при полностью выключенном сцеплении могут вращаться лишь по инерции. Поэтому всегда при работе синхронизатора выравнивание скоростей блокируемых элементов происходит за счет изменения скорости элемента, связанного с ведомыми частями ФС.

На рис. 4.10,а представлена другая конструкция инерционного синхронизатора. Он состоит из подвижной включающей муфты 1 с зубчатыми венцами 6, которая устанавливается на шлицах ведомого вала КП. Диск муфты 1 имеет три отверстия для полуцилиндров 5 фиксаторов, соединяющих его с двумя конусными кольцами 2, и три отверстия с коническими поясками для блокирующих пальцев 3, жестко связывающих конусные кольца. В средней части пальцы имеют проточку с коническими краями. Между двумя полуцилиндрами 5 каждого фиксатора расположены пружины 4.

В нейтральном положении (рис. 4.10,6) муфта 1 находится посредине между шестернями 7 и 9. При включении передачи муфта 1, перемещая полуцилиндры 5 фиксаторов, прижимает конусное кольцо 2 к конусу шестерни 7 (рис. 4.10,е). Если муфта 1 и шестерня 7 вращаются с разными угловыми скоростями, то за счет зрения между коническими поверхностями кольцо 2 проворачивается относительно диска муфты 1 в пределах разницы диаметров отверстия в диске для блокирующего пальца и проточки пальца. Контакт конических фасок отверстий и пальцев препятствует осевому перемещению муфты относительно кольца и не дает возможности включить передачу. Только после выравнивания угловых скоростей шестерни 7 и муфты1, когда трение между коническими поверхностями исчезает, появляется возможность относительного поворота муфты и кольца под действием осевой силы на поверхностях фасок. Муфта перемещается дальше, сжимая при этом пружины 4 полуцилиндров 5 фиксаторов, а ее зубья входят в зацепление с внутренним зубчатым венцом 8 шестерни 7 (рис 4.10,г).

При использовании синхронизаторов в качестве механизмов переключения передач требуется определенное время для выравнивания скоростей блокируемых элементов. При этом ФС выключено и мощность к и» лущим колесам не подводится. Однако, в большинстве своем, условия работы трактора таковы, что если во время его движения выключить ФС, (и фактор практически сразу же остановиться. Т.е синхронизатор не позволяет трактору при выполнении им основных работ переключать передачи «на ходу». Это не относится к колесным тракторам, выполняющим транспортные работы. Здесь условия работы трактора схожи с условиями для прочих транспортных машин, когда машина может продолжать движение некоторое время после выключения сцепления по инерции. Этим объясняется, что синхронизаторы в отечественных тракторных коробках передач до последнего времени практически не использовались.

Имеется опыт их применения на зарубежных колесных тракторах для переключения передач транспортного диапазона.

Механизмы переключения передач без остановки трактора. При переключении передач без остановки трактора чаще всего применяют многодисковые фрикционные муфты с гидроподжатием. На рис. 4.11,а показана конструкция наиболее распространенной двухбарабанной фрикционной муфты для управления двумя передачами.

Две гидроподжимные фрикционные муфты установлены в кольцевых расточках ведущего барабана 10, закрепленного на шлицах ведущего вата А. С двух сторон барабана расточены соосные кольцевые полости, в которые установлены поршни — нажимные диски 8 с внутренним резиновым кольцом 15 и наружным разрезным чугунным кольцом 9. В торцах барабана 10 прорезан ряд продольных пазов, в которые входят наружные шлицы ведущих стальных дисков 12. Такие же шлицы выполнены на внешней кромке поршня 8, предотвращающие его проворачивание в цилиндре.

В промежутках между ведущими дисками установлены ведомые диски 13 с накладками из порошкового фрикционного материала и внутренними шлицами. Диски 13 устанавливаются на шлицах ступиц соответствующих шестерен 4 и 17 постоянного зацепления, свободно вращающихся на двух шарикоподшипниках 2. Последние установлены на промежуточных шлицевых втулках 1 вала А, разделены дистанционным кольцом 18 и зафиксированы относительно шестерен стопорными кольцом 3. Сквозные сверления В между шлицами служат для лучшей смазки поверхностей трения муфт.
Внутренняя кольцевая полость цилиндра, в которую подается масло для включения передачи, называется бустером Д. Включение муфты про­исходит под давлением масла, поступающего в бустер из распределитель­ного устройства (на схеме не показано) по продольным Б и радиальным Г сверлениям вала А. Под давлением масла происходит перемещение поршня 8, пакет дисков перемещается до упора в диск 6 и сжимается. Диск 6 фиксирован стопорным кольцом 14, установленным в кольцевой проточке барабана 10. При этом происходит сжатие возвратных пружин 7, установленных в сверлениях ступицы поршня 8 и поджимаемых к опорному диску 5, фиксированному стопорным кольцом 16.

При выключении передачи бустер муфты сообщается со сливом, поршень под действием возвратных пружин перемещается и освобождает диски. Для более быстрого удаления масла из бустера при выключении передачи в поршне 8 установлен сливной клапан. Наибольшее распространение имеет шариковый клапан 20, схема работы которого показана на рис. 4.11,6. Пока давление масла Рd в бустере, действующее и на шарик 19, не дает центробежной силе Рц открыть отверстие клапана, то он находится в положении 1, препятствуя вытеканию масла из бустера. При выключении передачи давление масла в бустере снижается и тогда под действием центробежной силы Рц шарик займет положение II, открывая отверстие для быстрого вытекания масла. Масло под действием центробежной силы выбрызгивается внутрь полости муфты, смазывая ее поверхности трения.

Для улучшения размыкание дисков фрикционной муфты при ее выключении иногда ее металлические диски без фрикционных покрытий или накладок делают слегка вогнутыми. В других случаях (рис. 4.11 ,в) на шлицевых выступах 23 этих дисков 12 посредством заклепок 21 устанавливают специальные разжимные пластинчатые пружины — лапки 22.

Гидравлическая система КП кроме подачи масла в определенном порядке к бустерам фрикционных муфт предназначена также для смазки деталей, фильтрации и охлаждения масла. Основными агрегатами гидравлической системы управления КП являются: насос, фильтр, редукционный клапан, регулирующий давление в системе, маслораспределитель для подачи масла к бустерам и другие устройства, способствующие переключению передач без остановки движения трактора.

Обычно предусматривается два варианта привода насоса системы: основной — от двигателя, и запасной — от ведущих колес. Запасной используется для включения передачи при запуске двигателя с буксира.

Механизм переключения передач — Энциклопедия журнала «За рулем»

Механизм переключения передач — часть механической коробки передач (МКП), позволяет водителю выбирать нужную передачу вручную, передает усилие с рычага переключения на муфту, блокирующую выбранную ведомую шестерню на вторичном валу КП. Механизм переключения передач может дополняться устройством автоматического выключения сцепления, в этом случае говорят о полуавтоматической КП (или о КП с полуавтоматическим управлением).

Типы механизмов переключения передач

По типу механизма выбора передач МКП подразделяются на селекторные, в которых передачи выбираются рычагом, перемещаемым по Н-алгоритму, как в большинстве автомобилей, и секвентальные, в которых передачи выбираются последовательно от низшей к высшей и обратно перемещаемым в одной плоскости рычагом — как в большинстве мотоциклов.

В классическом случае у автомобиля с МКП рычаг переключения передач, расположен на верхней или боковой крышке коробки передач. Поскольку компоновка автомобиля с передним расположением двигателя и задними ведущими колесами предполагает смещение КП ближе к подкапотному пространству, конструкторам приходится либо удлинять рычаг переключения, либо использовать промежуточные рычаги-удлинители. К достоинствам такой МКП с расположением рычага переключения непосредственно в крышке картера можно отнести четкость срабатывания, хорошую обратную связь, благодаря которой водитель тактильно ощущает, какая передача включена в данный момент и сработал ли механизм переключения, невысокий уровень вибраций на рычаге. Недостатком такого расположения рычага является нерациональное использование пространства кузова — конструкторам приходится выстраивать напольную нишу на полу кабины и выделять часть пространства под перемещения рычага КП.
В автомобилях вагонной компоновки (минивэны, микроавтобусы, автобусы), длиннобазных, специального назначения, с заднемоторной и среднемоторной компоновкой, переднеприводных используют дистанционное управление МКП. Рычаг переключения при этом располагается на полу, на панели приборов или под рулем. Во всех случаях рычаг соединен с ползунами, перемещающими муфты КП, тягами или «кулисами». Применение тяг облегчает планирование внутреннего пространства кузова автомобиля, но усложняет механическую часть автомобиля. Недостатки таких механизмов: увеличенное усилие на рычаге переключения из-за сил трения в тягах, разбалтывание шарниров «кулис», в результате чего снижается четкость переключения передач, а также необходимость смазки и обслуживания дистанционного привода ползунов.
В автомобилях с заднемоторной и среднемоторной компоновкой (в частности, в спорт-карах и автобусах) иногда применяют электромеханический или пневматический привод механизма переключения КП. В этих случаях механизм переключения оснащают дополнительными механизмами полуавтоматического управления сцеплением.

Секвентальные МКП наибольшее распространение получили на мотоциклах, где передачи переключаются движением ножного рычага вниз и вверх. Иногда такими механизмами оснащаются переднеприводные автомобили. Рычаг коробки передач у таких машин перемещается вперед и назад, Н-образный селектор отсутствует. Главным недостатком секвентального механизма является невозможность быстрого выбора нейтральной передачи — для этого приходится переключать МКП последовательно на две-три ступени «сверху вниз». Для облегчения выбора нейтрали в секвентальных мотоциклетных МКП предусмотрены промежуточные ступени. Основное нейтральное положение секвентального рычага находится между первой и второй передачами, дополнительное — между второй и третьей (реже между третьей и четвертой передачами).

Селекторные механизмы переключения МКП

Какое бы устройство ни имел селекторный механизм переключения — с рычагом, встроенным непосредственно в крышку картера КП, или с дистанционным управлением тягами — принцип действия остается единым. Рычаг переключения передач перемещается в двух плоскостях. Поперечным перемещением рычага водитель выбирает вилку ползуна, воздействующего на муфту переключения, продольным перемещением — перемещает муфту и блокирует выбранную шестерню вторичного вала, то есть «переключает передачу».
Обычно центральное положение рычага МКП фиксируется пружинами. Это положение соответствует нейтральной передаче, то есть вторичный вал КП отключен от ведущего, первичного вала. Автомобиль либо стоит на месте, либо движется за счет сил инерции, накатом.
Н-образный селектор МКП, являющийся общепринятым стандартом, работает следующим образом. Для включения первой передачи в 4-ступенчатой коробке водитель перемещает рычаг влево и вперед — выбирая вилку и через нее ползун включения первой передачи и потом сдвигая муфту включения к шестерне первой передачи вторичного вала КП. Зубчатые венцы муфты и шестерни входят в зацепление (через синхронизатор КП), шестерня блокируется на валу. Плавно отпустив педаль сцепления и прибавив обороты двигателя педалью акселератора, водитель трогает машину с места.
Набрав скорость, водитель выжимает педаль сцепления и переводит рычаг МКП из верхнего левого положения в нижнее левое — включается вторая передача. В продольной плоскости нейтрали находятся две следующие высшие передачи — вверху третья, внизу четвертая.
Задняя передача включается переводом рычага в крайнее правое положение через преодоление сопротивления блокирующей пружины (она предотвращает случайное включение заднего хода во время движения автомобиля вперед), затем сдвигает рычаг вперед, перемещая шестерню заднего хода, которая входит в зацепление с соответствующими шестернями промежуточного и вторичного валов. Если принцип работы селектора принят всеми автопроизводителями за основу, то расположение передач на Н-образном селекторе не стандартизировано. Передачи могут включаться в другом порядке — первая влево вниз, вторая влево вверх, третья влево вниз, четвертая влево вверх.
В пятиступенчатых МКП разнообразие расположения передач на селекторе еще больше. Первая скорость может располагаться в одной плоскости селектора с включением заднего хода. Либо там же может располагаться пятая передача. Селектор заднего хода может иметь угловое, а не линейное перемещение. И так далее — решений достаточно много, но все они укладываются в общепринятую реализацию Н-образного селектора.
Следует заметить, что помимо Н-селектора в автомобилях применяются и другие схемы управления МКП. В автоматизированных МКП с традиционным селектором рычаг переключения может перемещаться только вперед и назад, как в секвентальных механизмах. Пример такой машины — автомобиль Bugatti Veyron.

Подрулевые механизмы переключения КП

В автомобилях с МКП и подрулевым расположением рычага переключения применяются те же схемы переключения с Н-образным селекторным механизма выбора передач. Но иногда в нейтральном положении рычаг переключения не располагается напротив селектора высших передач. В этом случае для включения первой-второй передач рычаг выдвигают на себя, для включения третьей-четвертой — отжимают от себя. Так переключались передачи на довоенных и послевоенных американских легковых автомобилях.
В отечественном автомобиле ГАЗ-21 нейтральное положение рычага находилось напротив селектора высших передач. Скорости переключались: на себя вверх — задний ход, на себя вниз — первая передача, от себя вверх — вторая передача, от себя вниз — третья, прямая передача.
В наш дни подрулевое расположение рычага переключение передач МКП вышло из употребления. Подобное решение применяется лишь в редких моделях минивэнов для американского и японского рынков. В то же время подрулевое расположение селектора автоматической КП популярно в Америке и в Японии. В автомобилях для европейского рынка чаще применяют напольное расположение рычага селектора АКП.

Механизм управления коробкой передач

Категория:

   Устройство автомобиля

Публикация:

   Механизм управления коробкой передач

Читать далее:

Механизм управления коробкой передач

Механизм управления, переключающий передачи, обычно расположен в крышке коробки передач и приводится в действие качающимся рычагом. Например, в механизме управления коробкой передач автомобиля ЗИЛ-130 рычаг, расположенный непосредственно на коробке передач, свободно качается в сферическом гнезде крышки коробки передач, опираясь на него шаровым утолщением. Рычаг удерживают пружина и фиксатор (штифт). Нижний конец рычага входит в паз одной из вилок, установленных на ползунах и на промежуточном рычаге. Движение рычага вперед или назад вызывает перемещение в противоположную сторону ползуна, вследствие чего его вилка передвигает шестерню или муфту, включая одну из передач. Для уменьшения хода рычага переключения передач при включении первой передачи или передачи заднего хода служит промежуточный рычаг, установленный на оси. Таким образом, ход рычага одинаков для включения всех передач: и при перемещении ползунов, связанных вилками с синхронизаторами, и при движении ползуна, передвигающего при помощи вилки шестерню первой передали и заднего хода.

Точную установку шестерен во включенном и выключенном положениях обеспечивают фиксаторы, состоящие из шариков и пружин, помещенных вертикально в приливах крышки картера коробки передач. Шарики входят в углубления ползунов. На каждом ползуне есть три углубления: одно (среднее) для нейтрального положения и два для соответствующих передач. Расстояния между углублениями сделаны так, чтобы шестерни входили в зацепление по всей длине зубьев.

Случайное включение одновременно двух передач предотвращает замочное устройство, состоящее из штифта и двух пар шариков. В случае перемещения одного из ползунов два других оказываются запертыми шариками. Для шариков замочного устройства на ползунах есть соответствующие углубления.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

При перемещении среднего ползуна шарики выходят из его углублений, входят в углубления крайних ползунов и запирают их. Если перемещается один из крайних ползунов, то шарики выходят из его углублений и входят в углубление среднего ползуна, а другой крайний ползун запирается благодаря тому, что штифт смещается в его сторону и давит на шарики с другой стороны среднего ползуна. Чтобы привести в движение один из ползунов, два других должны быть поставлены в нейтральное положение.

Для включения первой передачи или передачи заднего хода необходимо приложить дополнительное усилие, чтобы рычагом сжать до упора пружину предохранителя. Только после этого можно перевести рычаг переключения в положение, соответствующее включению первой передачи или передачи заднего хода.

В ползуне заднего хода четырехступенчатой коробки передач имеются только два углубления для фиксаторов.

—

Переключение передач производится с помощью механизма управления, расположенного обычно в верхней крышке картера коробки передач и приводимого в действие качающимся рычагом на крышке коробки передач (грузовые автомобили), или рычагом на рулевой колонке или щитке приборов (легковые автомобили).

К механизму управления коробкой передач предъявляются следующие требования:
1) включение шестерен на полную длину зуба;
2) невозможность одновременного включения двух передач или случайного включения заднего хода;
3) надежная фиксация шестерен и муфт переключения в выключенном и включенном положениях.

В качестве примера рассмотрим механизм управления коробкой передач грузового автомобиля ЗИЛ-130.

Расположенный непосредственно на коробке передач рычаг переключения передач свободно качается в сферическом гнезде крышки коробки передач, опираясь на него шаровым утолщением и удерживаясь с помощью пружины и штифта. Сферическое гнездо крышки защищено от попадания пыли колпаком. При наклоне рычаг влево или вправо его нижний конец вводится в соответствующий паз вилок, установленных на ползунах. Наклон рычага вперед или назад вызывает перемещение в противоположную сторону ползуна, с которым соединен нижний конец рычага, вследствие чего вилка этого ползуна передвигает шестерню или муфту, включая одну из передач. Для уменьшения хода рычага переключения передач при включении первой передачи или заднего хода имеется промежуточный рычаг, установленный на оси. Нижний конец рычага имеет штифт-фиксатор.

Точная установка шестерен во включенном и выключенном положении производится с помощью фиксаторов, состоящих из шариков и пружин, помещенных в приливах крышки картера коробки передач. Шарики входят в углубления ползунов. Число углублений соответствует числу включаемых ползуном передач плюс одно углубление для фиксации нейтрального положения.

Точно так же устроен механизм управления коробкой передач автомобиля МАЗ-500. Рычаг переключения передач имеет опору и может нижним концом сцепляться с одним из трех ползунов с вилками и фиксаторами.

На рис. 1 показана система замка коробки передач, предотвращающего возможность одновременного включения двух передач.

В четырех- и пятиступенчатых коробках передач между ползунами расположены сухари, а в отверстие среднего ползуна помещен штифт. Средний ползун при передвижении раздвигает сухари и вводит их в углубления ползунов, запирая ползуны сухарями в нейтральном положении. Когда передвигается один из крайних ползунов, то соответствующий сухарь входит в углубление среднего ползуна и с помощью штифта запирает вторым сухарем противоположный крайний ползун.

Рис. 1. Система замков четырехступенчатой коробки передач:
1, 3 и 5 — ползуны; а и б — сухари; 4 — штифт

Часто вместо сухарей ставят шарики, расположенные между ползунами попарно. Так, на автомобиле ЗИЛ-130 замок состоит из четырех шариков и штифта. Когда один из ползунов перемещается, два других запираются шариками.

Для предотвращения случайного включения заднего хода в коробке передач применяют специальный замок. Замок заднего хода и первой передачи представляет собой штифт, нагруженный пружиной и установленный в рычаге ползуна заднего хода и первой передачи. Включая рычагом задний ход или первую передачу, шофер должен затратить дополнительное усилие на сжатие пружины штифта. Аналогично устроен замок заднего хода в коробке передач автомобиля ГАЗ-5ЗА.

На рис. 2 показан механизм управления коробкой передач автомобиля М-21 «Волга». Управление осуществляется при помощи рычага, расположенного на рулевой колонке. Такое управление типично для современных легковых автомобилей. Рычаг управления коробкой передач установлен на двух штифтах с разжимной пружиной в кронштейне вала. Опорой для внутреннего конца рычага служит направляющий палец . Вал установлен в кронштейнах, закрепленных на рулевой колонке. На нижнем кронштейне имеется колпачковая масленка.

На нижнем конце вала сидят рычаги второй и третьей передач и первой передачи и заднего хода. Этот конец вала связан со штифтом, который может входить в продольные углубления на рычагах, связывая, таким образом, их с валом. При перемещении рычага вниз с валом будет связан рычаг, а в случае перемещения рычага вверх — рычаг. Рычаги соединены тягами с рычагами включения передач в коробке передач. При повороте рычагом вала влево через рычаг, тягу и рычаг или вправо через рычаг, тягу и рычаг включается соответствующая передача. Пружина стремится держать, вал и рычаг в нижнем положении, т. е. играет роль замка заднего хода и первой передачи.

Рис. 2. Механизм управления коробкой передач автомобиля М-21 «Волга»:
1 — коробка передач; 2 и 3 — рычаги включения передач; 4 и 5 — тяги; в — рычаг второй и третьей передач; 7 — рычаг первой передачи и заднего хода; 8 и 14 — кронштейны; у и 16 — штифты; 10 — колпачковая масленка; 11 — зал; 12 — пружина; 13 — направляющий палец; 15 — рычаг управления коробкой передач

Рис. 3. Блокирующее устройство коробки передач автомобиля М-21 «Волга»:

Рис. 4. Механизм дистанционного управления коробкой передач автомобиля МАЗ-500:
1 — рычаг; 2 — опора; 3 — промежуточный механизм; 4 — тяга; 5 — наконечник

Для предотвращения одновременного включения двух передач служит блокирующее устройство. Между секторами помещен плунжер, длина которого сделана такой, что при включении одним из секторов какой-либо передачи другой сектор удерживается плунжером в нейтральном положении. При нейтральном положении рычага переключения передач плунжер не мешает секторам поворачиваться на значительный угол. При этом ограничителем служат дополнительный замок в виде стержня, помещенного между шариковыми фиксаторами. Его длина такова, что если один из шариков выйдет из впадины сектора, то другой шарик окажется запертым во впадине соответствующего сектора.

На рис. 4 показан механизм дистанционного управления коробкой передач автомобиля МАЗ-500, состоящий из рычага, опоры, промежуточного механизма, тяги с наконечником и установленного в крышке механизма переключения передач рычага с шариковым фиксатором. Необходимость такого устройства вызвана тем, что автомобиль МАЗ-500 имеет опрокидывающуюся кабину. Когда кабина опрокидывается, то движущаяся вместе с полом кабины опора рычага скользит по стержню рычага вверх, а рычаг поворачивается на пальце. Дистанционное механическое управление коробкой передач применяется на автомобилях, у которых коробка передач находится на значительном расстоянии от кабины шофера.

Рекламные предложения:

Читать далее: Муфты легкого включения и синхронизаторы

Категория: — Устройство автомобиля

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Механизмы управления и блокировки коробок передач тракторов

Категория:

   Автомобили и трактора

Публикация:

   Механизмы управления и блокировки коробок передач тракторов

Читать далее:

Механизмы управления и блокировки коробок передач тракторов

Для включения и выключения той или другой передачи служит механизм переключения передач, при помощи которого подвижные шестерни (зубчатые муфты) вводятся или выводятся из зацепления с соответствующими неподвижными шестернями. Кроме того, он обеспечивает включение только одной передачи, исключает возможность самопроизвольного выключения или включения шестерен при работе и не позволяет включать передачу, если муфта сцепления не будет полностью выключена. Устройство механизма переключения передач зависит от типа коробки.

На тракторах применяются механизмы переключения передач с качающимися рычагами. Рычаг (рис. 214) шаровой опорой крепится к крышке коробки передач. Нижний конец рычага входит в паз одного из ползунов, на которых укреплены вклки. При перемещении рычага вперед или назад ползун перемещает вилку вместе с подвижной шестерней или ‘зубчатой муфтой, вследствие чего происходит включение или выключение соответствующей передачи.

Для того чтобы обеспечить полное включение шестерен на всю длину зубьев и предотвратить самопроизвольное выключение и включение шестерен при работе трактора, в механизме управления коробкой передач имеются фиксаторы. При включении передачи фиксаторы входят в углубления ползунов и удерживаются в них пружинами. Только усилие водителя, приложенное к рычагу, может вывести ползун, а следовательно, и шестерни из фиксированного положения.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Для предупреждения одновременного включения двух передач применяют замки, которые устроены так, что при передвижении одного из ползунов замки автоматически запирают другие ползуны в нейтральном положении, не давая им возможности сдвинуться с места. На ряде современных тракторов (ДТ-75М, МТЗ-82 и др.) в качестве замков применяются пластины с прорезями, ограничивающими перемещение рычага в пределах, необходимых для включения той или иной передачи. Чтобы переключение передач при включенной или не полностью выключенной муфте сцепления было невозможным, большинство тракторных коробок передач имеют блокировочный механизм, соединенный с педалью или рычагом управления муфты сцепления. Блокировочный механизм имеет валик с углублениями, в которые могут входить фиксаторы. При нажатии на педаль тяга выключает муфту сцепления, при этом”‘посредством тяги и поводка вал поворачивается пазом к хвостовикам фиксаторов. В этом случае фиксаторы освобождают ползуны и входят в паз, что обеспечивает переключение передач. При включенной муфте сцепления хвостовики фиксаторов упираются в поверхность валика, а головки фиксаторов — в углубление ползунов. В этом положении переключение передач невозможно.

Для переключения передач при движении трактора применяется фрикцио-ная муфта, которая состоит из ведущего (рис. 215) и ведомого барабанов. На шлицах барабанов установлены ведущие и ведомые стальные или металлокерамические диски трения. Ведущий барабан закреплен на шлицах первичного вала. Ведомый барабан закреплен неподвижно на шестерне, которая свободно вращается на первичном валу. Нажимной диск вращается вместе с ведущим барабаном. На первичном валу закреплен неподвижно опорный диск.

Включение фрикционной муфты осуществляется давлением масла, которое прижимает диски друг к другу. Масло от насоса гидросистемы через каналы в первичном валу поступает в объем между опорным и нажимным дисками. Давление масла заставляет нажимной диск переместиться и сжать пакет ведущих и ведомых дисков. Крутящий момент при этом передается от первичного вала на шестерню.

При выключении подачи масла нажимный диск под действием возвратных пружин отойдет от дисков и и муфта будет выключена. В коробках передач имеется обычно несколько фрикционных муфт, управление которыми должно быть строго синхронизировано.

Рис. 214. Механизм управления коробкой передач

Гидравлическая система для переключения передач при движении трактора состоит из масляного бака, шестеренного насоса, фильтра, распределителя, радиатора охлаждения, маслопроводов и других регулирующих и контролирующих работу системы устройств. Передачи переключают рычагом, связанным с золотником или краном распределителя гидросистемы, что требует небольшого усилия. Диапазоны переключают рычагом при помощи вилок, которые перемещают зубчатые муфты.

Рис. 215. Фрикционная муфта коробки передач

Рекламные предложения:

Читать далее: Увеличитель крутящего момента

Категория: — Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Передаточный механизм

Это процесс, посредством которого решения денежно-кредитной политики влияют на экономику в целом и на уровень цен в частности. Механизм передачи характеризуется длительными, переменными и неопределенными временными задержками. Таким образом, трудно предсказать точный эффект действий денежно-кредитной политики на экономику и уровень цен.

На диаграмме ниже схематично показаны основные каналы передачи решений денежно-кредитной политики.

Изменение официальных процентных ставок

Центральный банк предоставляет средства банковской системе и взимает проценты. Учитывая его монопольную власть над эмиссией денег, центральный банк может полностью определять эту процентную ставку.

Влияет на процентные ставки банков и денежного рынка

Изменение официальных процентных ставок напрямую влияет на процентные ставки денежного рынка и, косвенно, на ставки по кредитам и депозитам, которые устанавливаются банками для своих клиентов.

Влияет на ожидания

Ожидания будущих изменений официальных процентных ставок влияют на среднесрочные и долгосрочные процентные ставки. В частности, долгосрочные процентные ставки частично зависят от рыночных ожиданий относительно будущего курса краткосрочных ставок.

Денежно-кредитная политика также может определять ожидания экономических агентов в отношении будущей инфляции и, таким образом, влиять на динамику цен. Центральный банк с высокой степенью доверия прочно обосновывает ожидания стабильности цен.В этом случае экономические агенты не должны повышать свои цены из-за опасений более высокой инфляции или снижать их из-за страха дефляции.

Влияет на стоимость активов

Воздействие на условия финансирования в экономике и рыночные ожидания, вызванное действиями денежно-кредитной политики, может привести к корректировкам цен на активы (например, цен на фондовом рынке) и обменного курса. Изменения обменного курса могут напрямую влиять на инфляцию, поскольку импортируемые товары непосредственно используются в потреблении, но они также могут работать через другие каналы.

Влияет на решения о сбережениях и инвестициях

Изменения процентных ставок влияют на сберегательные и инвестиционные решения домашних хозяйств и компаний. Например, при прочих равных более высокие процентные ставки делают менее привлекательным получение ссуд для финансирования потребления или инвестиций.

Кроме того, на потребление и инвестиции также влияют движения цен на активы через эффекты богатства и влияние на стоимость обеспечения. Например, по мере роста цен на акции семейные хозяйства, владеющие акциями, становятся богаче и могут предпочесть увеличить свое потребление.И наоборот, когда цены на акции падают, домохозяйства могут сокращать потребление.

Цены на активы также могут влиять на совокупный спрос через стоимость обеспечения, что позволяет заемщикам получать больше ссуд и / или снижать премию за риск, требуемую кредиторами / банками.

Влияет на предоставление кредита

Например, более высокие процентные ставки увеличивают риск того, что заемщики не смогут выплатить свои займы. Банки могут сократить объем средств, которые они ссужают домашним хозяйствам и фирмам.Это также может снизить потребление и инвестиции домохозяйств и компаний соответственно.

Приводит к изменению совокупного спроса и цен

Изменения в потреблении и инвестициях изменят уровень внутреннего спроса на товары и услуги по сравнению с внутренним предложением. Когда спрос превышает предложение, вероятно возникнет повышательное ценовое давление. Кроме того, изменения в совокупном спросе могут привести к ужесточению или ослаблению условий на рынках труда и промежуточных продуктов.Это, в свою очередь, может повлиять на установление цен и заработной платы на соответствующем рынке.

Влияет на предложение банковских кредитов

Изменения в процентных ставках могут по-разному влиять на предельные издержки банков на получение внешнего финансирования в зависимости от уровня собственных ресурсов банка или банковского капитала. Этот канал особенно актуален в тяжелые времена, такие как финансовый кризис, когда капитала не хватает и банкам труднее привлекать капитал.

В дополнение к традиционному каналу банковского кредитования, который ориентирован на количество предоставленных ссуд, может существовать канал принятия риска, когда нарушается стимул банков нести риск, связанный с предоставлением ссуд.Считается, что канал принятия риска действует в основном через два механизма. Во-первых, низкие процентные ставки повышают стоимость активов и залогового обеспечения. Это в сочетании с убеждением в том, что рост стоимости активов является устойчивым, побуждает как заемщиков, так и банки принимать более высокие риски. Во-вторых, низкие процентные ставки делают более рискованные активы более привлекательными, поскольку агенты ищут более высокую доходность. В случае банков эти два эффекта обычно выражаются в смягчении кредитных стандартов, что может привести к чрезмерному увеличению предложения ссуд.

Протокол управления передачей — компьютерные сети: принципы, протоколы и практика

Исходные механизмы передачи данных TCP были определены в RFC 793 . Основываясь на опыте использования TCP в растущем глобальном Интернете, эта часть спецификации TCP обновлялась и улучшалась несколько раз, всегда сохраняя при этом обратную совместимость со старыми реализациями TCP. В этом разделе мы рассмотрим основные механизмы передачи данных, используемые TCP.

TCP — это транспортный протокол на основе окон, который обеспечивает службу двунаправленного потока байтов. Это имеет несколько последствий для полей заголовка TCP и механизмов, используемых TCP. Тремя полями заголовка TCP являются:

Исходная спецификация TCP может быть отнесена к транспортному протоколу, который обеспечивает службу потока байтов и использует go-back-n .

Для отправки новых данных по установленному соединению объект TCP выполняет следующие операции с соответствующим TCB.Сначала он проверяет, что буфер отправки не содержит больше данных, чем окно приема, объявленное удаленным хостом ( rcv.wnd ). Если окно не заполнено, в полезную нагрузку сегмента TCP помещается до байтов MSS и данных. Порядковый номер этого сегмента является порядковым номером первого байта полезной нагрузки. Он устанавливается на первый доступный порядковый номер: snd.nxt и snd.nxt увеличивается на длину полезной нагрузки сегмента TCP.Номер подтверждения этого сегмента устанавливается равным текущему значению rcv.nxt , а поле окна сегмента TCP вычисляется на основе текущей занятости приемного буфера . Данные хранятся в отправляющем буфере на случай, если их потребуется повторно передать позже.

При получении сегмента TCP с установленным флагом ACK выполняются следующие операции. rcv.wnd устанавливается равным значению поля окна принятого сегмента.Номер подтверждения сравнивается с snd.una . Новые подтвержденные данные удаляются из буфера отправки и обновляется snd.una . Если сегмент TCP содержал данные, порядковый номер сравнивается с rcv.nxt . Если они равны, сегмент был получен последовательно, и данные могут быть доставлены пользователю, и rcv.nxt обновляется. Содержимое приемного буфера проверяется, чтобы увидеть, могут ли другие данные, уже присутствующие в этом буфере, быть последовательно доставлены пользователю.Если это так, rcv.nxt обновляется снова. В противном случае полезная нагрузка сегмента помещается в приемный буфер .

Стратегии передачи сегментов

В транспортном протоколе, таком как TCP, который предлагает байтовый поток, практическая проблема, оставленная в качестве варианта реализации в RFC 793 , состоит в том, чтобы решить, когда должен быть отправлен новый сегмент TCP, содержащий данные. Есть два простых и крайних варианта реализации. Первый вариант реализации — отправить сегмент TCP, как только пользователь запросил передачу некоторых данных.Это позволяет TCP предоставлять услуги с малой задержкой. Однако, если пользователь отправляет данные по одному байту за раз, TCP поместит каждый пользовательский байт в сегмент, содержащий 20 байтов заголовка TCP. Это огромные накладные расходы, которые неприемлемы в глобальных сетях. Второе простое решение — передавать новый сегмент TCP только после того, как пользователь произвел байты данных MSS. Это решение снижает накладные расходы, но за счет потенциально очень большой задержки.

Элегантное решение этой проблемы было предложено Джоном Нэглом в RFC 896 .Джон Нэгл заметил, что накладные расходы, вызванные заголовком TCP, были проблемой в глобальных соединениях, но меньше в локальных соединениях, где доступная полоса пропускания обычно выше. Он предложил следующие правила, чтобы решить отправить новый сегмент данных, когда новые данные были созданы пользователем или был получен новый сегмент подтверждения

, если rcv.wnd> = MSS и len (данные)> = MSS:
  отправить один сегмент размером MSS
еще
  если есть неподтвержденные данные:
    помещать данные в буфер до получения подтверждения
  еще
    отправить один сегмент TCP, содержащий все буферизованные данные 

Первое правило гарантирует, что TCP-соединение, используемое для массовой передачи данных, всегда отправляет полные TCP-сегменты.Второе правило отправляет один частично заполненный сегмент TCP за каждый цикл приема-передачи.

Этот алгоритм, называемый алгоритмом Нэгла, занимает несколько строк кода во всех реализациях TCP. Эти строки кода имеют огромное влияние на пакеты, которыми обмениваются в сетях TCP / IP. Исследователи проанализировали распределение размеров пакетов путем захвата и анализа всех пакетов, проходящих по заданному каналу. Эти исследования показали несколько важных результатов:

• в сетях TCP / IPv4 большая часть пакетов — это сегменты TCP, содержащие только подтверждение.На эти пакеты обычно приходится 40-50% пакетов, проходящих через исследуемый канал
• в сетях TCP / IPv4 большая часть байтов обменивается длинными пакетами, обычно пакетами, содержащими до 1460 байтов полезной нагрузки, что является MSS по умолчанию для хостов, подключенных к сети Ethernet, наиболее популярному типу LAN

На рисунке ниже показано распределение размеров пакетов, измеренных в канале. Он показывает трехмодальное распределение размера пакета. 50% пакетов содержат чистые подтверждения TCP и занимают 40 байт.Около 20% пакетов содержат около 500 байтов пользовательских данных, а 12% пакетов содержат 1460 байтов пользовательских данных. Однако большая часть пользовательских данных транспортируется большими пакетами. Как мы обсудим в следующей главе, такое распределение размера пакетов влияет на конструкцию маршрутизаторов.

Распределение размера пакетов в Интернете

Недавние измерения показывают, что эти распределения размеров пакетов все еще действительны в сегодняшнем Интернете, хотя распределение пакетов имеет тенденцию становиться бимодальным с небольшими пакетами, соответствующими чистым подтверждениям TCP (40-64 байта в зависимости от использования параметров TCP) и большими 1460 байтами пакеты, содержащие большую часть пользовательских данных.

TCP окна

С точки зрения производительности одним из основных ограничений исходной спецификации TCP является 16-битное поле окна в заголовке TCP. Поскольку в этом поле указывается текущий размер окна приема в байтах, оно ограничивает окно приема TCP 65535 байтами. Это ограничение не было серьезной проблемой при разработке TCP, поскольку в то время высокоскоростные глобальные сети предлагали максимальную пропускную способность 56 кбит / с. Однако в сегодняшней сети это ограничение больше не приемлемо.В таблице ниже представлена ​​приблизительная максимальная пропускная способность, которая может быть достигнута с помощью TCP-соединения с окном 64 КБ, в зависимости от времени приема-передачи

соединения.

RTT	Максимальная пропускная способность
1 мс	524 Мбит / с
10 мс	52,4 Мбит / с
100 мс	5,24 Мбит / с
500 мс	1.05 Мбит / с

Для решения этой проблемы в RFC 1323 было предложено расширение с обратной совместимостью, которое позволяет TCP использовать большие окна приема. Сегодня большинство реализаций TCP поддерживают эту опцию. Основная идея заключается в том, что вместо хранения snd.wnd и rcv.wnd как 16-битных целых чисел в TCB , они должны храниться как 32-битные целые числа. Поскольку заголовок сегмента TCP содержит только 16 бит для размещения поля окна, невозможно скопировать значение snd.wnd в каждом отправленном TCP-сегменте. Вместо этого заголовок содержит snd.wnd >> S , где S — коэффициент масштабирования (), согласованный во время установления соединения. Клиент добавляет свой предложенный коэффициент масштабирования в качестве опции TCP в сегменте SYN . Если сервер поддерживает RFC 1323 , он помещает в сегмент SYN + ACK коэффициент масштабирования, который он использует при объявлении своего собственного окна приема. Локальные и удаленные коэффициенты масштабирования включены в TCB .Если сервер не поддерживает RFC 1323 , он игнорирует полученный параметр и масштабирование не применяется.

Используя расширения масштабирования окна, определенные в RFC 1323 , реализации TCP могут использовать приемный буфер размером до 1 ГБ. С таким приемным буфером максимальная пропускная способность, которая может быть достигнута одним TCP-соединением, становится равной

.

RTT	Максимальная пропускная способность
1 мс	8590 Гбит / с
10 мс	859 Гбит / с
100 мс	86 Гбит / с
500 мс	17 Гбит / с

Такая пропускная способность приемлема в современных сетях.Однако уже есть серверы с интерфейсами 10 Гбит / с … Ранние реализации TCP имели фиксированные буферы приема и отправки. Сегодняшние высокопроизводительные реализации могут автоматически регулировать размер буфера отправки и приема для лучшей поддержки потоков с высокой пропускной способностью [SMM1998]

Тайм-аут повторной передачи TCP

В транспортном протоколе возврата, таком как TCP, таймаут повторной передачи должен быть правильно установлен для достижения хорошей производительности. Если тайм-аут повторной передачи истекает слишком рано, тогда полоса пропускания тратится из-за повторной передачи сегментов, которые уже были правильно приняты; тогда как, если таймаут повторной передачи истекает слишком поздно, тогда полоса пропускания тратится впустую, потому что отправитель простаивает, ожидая истечения своего тайм-аута повторной передачи.

Хорошая установка тайм-аута повторной передачи явно зависит от точной оценки времени приема-передачи каждого TCP-соединения. Время приема-передачи различается между TCP-соединениями, но также может меняться в течение всего срока службы одного соединения. Например, на рисунке ниже показано изменение времени приема-передачи между двумя хостами в течение 45 секунд.

Изменение времени приема-передачи между двумя хостами

Самым простым решением для измерения времени приема-передачи в TCP-соединении является измерение задержки между передачей сегмента данных и получением соответствующего подтверждения.Как показано на рисунке ниже, это измерение хорошо работает при отсутствии потерь в сегментах.

Как измерить время приема-передачи?

Однако, когда сегмент данных теряется, как показано в нижней части рисунка, измерение неоднозначно, поскольку отправитель не может определить, было ли полученное подтверждение инициировано первой передачей сегмента 123, или его повторной передачей. Использование неверных оценок времени приема-передачи может привести к неверным значениям тайм-аута повторной передачи.По этой причине Фил Карн и Крейг Партридж предложили в [KP91] игнорировать измерения времени приема-передачи, выполняемые во время повторных передач.

Чтобы избежать этой неоднозначности в оценке времени приема-передачи при повторной передаче сегментов, последние реализации TCP полагаются на опцию timestamp , определенную в RFC 1323 . Этот параметр позволяет отправителю TCP помещать две 32-битные отметки времени в каждый отправляемый сегмент TCP. Первая временная метка TS Value ( TSval ) выбирается отправителем сегмента.Например, это может быть текущее значение его часов реального времени. Второе значение, TS Echo Reply ( TSecr ), является последним TSval , полученным от удаленного хоста и сохраненным в TCB . На рисунке ниже показано, как использование этой опции отметки времени позволяет устранить неоднозначность измерения времени кругового обхода при повторных передачах.

Устранение неоднозначности измерений времени приема-передачи с помощью опции отметки времени RFC 1323

После того, как измерения времени приема-передачи были собраны для данного TCP-соединения, объект TCP должен вычислить тайм-аут повторной передачи.Поскольку измерения времени кругового обхода могут изменяться в течение срока службы соединения, время ожидания повторной передачи также может измениться. В начале соединения объект TCP, который отправляет сегмент SYN , не знает времени приема-передачи для достижения удаленного хоста, а начальный тайм-аут повторной передачи обычно устанавливается на 3 секунды RFC 2988 .

Исходная спецификация TCP, предложенная в RFC 793 для включения двух дополнительных переменных в TCB:

• srtt : сглаженное время приема-передачи, вычисленное как где rtt — время приема-передачи, измеренное в соответствии с вышеуказанной процедурой, и коэффициент сглаживания (например,г. 0,8 или 0,9)
• rto : тайм-аут повторной передачи вычисляется как где где используется для учета дисперсии задержки (значение: от 1,3 до 2,0). Константы 60 и 1 используются для обеспечения того, чтобы значение rto было не больше одной минуты и не меньше 1 секунды.

Однако на практике это вычисление тайм-аута повторной передачи не сработало. Основная проблема заключалась в том, что вычисленное значение rto неправильно учитывало изменения измеренного времени приема-передачи. Ван Якобсон предложил в своей основополагающей статье [Jacobson1988] улучшенный алгоритм для вычисления rto и реализовал его в дистрибутиве BSD Unix. Этот алгоритм теперь является частью стандарта TCP RFC 2988 .

Алгоритм

Якобсона использует две переменные состояния: srtt сглаженный rtt и rttvar оценку дисперсии rtt и два параметра: и. Когда начинается TCP-соединение, первое значение rto устанавливается на 3 секунд.Когда доступна первая оценка rtt , srtt , rttvar и rto вычисляются как

 srtt = rtt
rttvar = rtt / 2
rto = srtt + 4 * rttvar
 

Затем, когда собраны другие измерения rtt, значения srtt и rttvar обновляются следующим образом:

Предлагаемые значения параметров: и. Это позволяет реализации TCP, реализованной в ядре, выполнять вычисления rtt с использованием операций сдвига вместо более дорогостоящих операций с плавающей запятой [Jacobson1988].На рисунке ниже показано вычисление rto при изменении rtt .

Пример расчета rto

Расширенные стратегии ретрансляции

Стратегия ретрансляции go-back-n по умолчанию была определена в RFC 793 . Когда таймер повторной передачи истекает, TCP повторно передает первый неподтвержденный сегмент (т.е. тот, который имеет порядковый номер snd.una ). После каждого истечения тайм-аута повторной передачи RFC 2988 рекомендует удваивать значение тайм-аута повторной передачи.Это называется экспоненциальным откатом . Это удвоение тайм-аута повторной передачи после повторной передачи было включено в TCP для решения таких проблем, как перегрузка сети / приемника и неправильные начальные оценки тайм-аута повторной передачи. Если один и тот же сегмент повторно передается несколько раз, таймаут повторной передачи удваивается после каждой повторной передачи, пока не достигнет настроенного максимума. RFC 2988 предлагает максимальное время ожидания повторной передачи не менее 60 секунд.Как только тайм-аут повторной передачи достигает этого настроенного максимума, удаленный хост считается недоступным, и TCP-соединение закрывается.

Эта стратегия повторной передачи была усовершенствована на основе опыта использования TCP в Интернете. Первым уточнением было уточнение стратегии, используемой для отправки подтверждений. Поскольку TCP использует совмещение, самый простой и менее затратный метод отправки подтверждений — это поместить их в сегменты данных, отправляемые в другом направлении.Однако несколько протоколов прикладного уровня обмениваются данными в обоих направлениях одновременно, поэтому этот метод редко работает. Для приложения, которое отправляет сегменты данных только в одном направлении, удаленный объект TCP возвращает пустые сегменты TCP, единственной полезной информацией которых является их номер подтверждения. Это может вызвать большие накладные расходы в глобальной сети, если чистый сегмент ACK отправляется в ответ на каждый принятый сегмент данных. Большинство реализаций TCP используют стратегию отложенного подтверждения .Эта стратегия гарантирует, что совмещение используется всякий раз, когда это возможно, в противном случае чистые сегменты ACK отправляются для каждых вторых полученных сегментов данных, когда нет потерь. При потерях или переупорядочении сегменты ACK и более важны для отправителя, и они немедленно отправляются RFC 813 RFC 1122 . Эта стратегия использует новый таймер с короткой задержкой (например, 50 миллисекунд) и один дополнительный флаг в TCB. Это может быть реализовано следующим образом

 прием сегмента данных:
   если пкт.seq == rcv.nxt: # сегмент получен последовательно
      если задержка:
         отправить чистый сегмент подтверждения
         отменить актаймер
         delayedack = Ложь
      еще:
         delayedack = True
         начать прием
   else: # сегмент вне последовательности
      отправить чистый сегмент подтверждения
      если задержка:
         delayedack = Ложь
         отменить актаймер

передача сегмента данных: # piggyback ack
   если задержка:
      delayedack = Ложь
      отменить актаймер

истечение срока действия:
   отправить чистый сегмент подтверждения
   delayedack = Ложь 

Из-за этой стратегии отложенного подтверждения во время массовой передачи реализация TCP обычно подтверждает каждый второй полученный сегмент TCP.

Стратегия повторной передачи go-back-n по умолчанию, используемая TCP, имеет то преимущество, что ее легко реализовать, в частности на стороне получателя, но когда есть потери, стратегия go-back-n обеспечивает более низкую производительность, чем выборочное повторение. стратегия. Разработчики TCP разработали несколько расширений TCP, позволяющих использовать стратегию выборочного повтора при сохранении обратной совместимости со старыми реализациями TCP. Эти расширения TCP предполагают, что получатель может буферизовать сегменты, которые он получает вне последовательности.

Первым предложенным расширением является эвристика быстрой повторной передачи. Это расширение может быть реализовано на отправителях TCP и, следовательно, не требует каких-либо изменений в протоколе. Это только предполагает, что получатель TCP может буферизовать сегменты вне последовательности.

С точки зрения производительности, одна проблема с таймаутом повторной передачи TCP заключается в том, что, когда есть изолированные потери сегмента, отправитель TCP часто остается в режиме ожидания, ожидая истечения времени ожидания повторной передачи.Такие единичные потери часты в глобальном Интернете [Paxson99]. Эвристика для работы с изолированными потерями, не дожидаясь истечения таймаута повторной передачи, была включена во многие реализации TCP с начала 1990-х годов. Чтобы понять эту эвристику, давайте рассмотрим рисунок ниже, на котором показаны сегменты, которыми обмениваются через TCP-соединение, когда изолированный сегмент теряется.

Обнаружение потерь в изолированных сегментах

Как показано выше, при потере изолированного сегмента отправитель получает несколько дублированных подтверждений , поскольку получатель TCP немедленно отправляет чистое подтверждение, когда он получает сегмент вне очереди.Дублированное подтверждение — это подтверждение, которое содержит тот же номер подтверждения , что и предыдущий сегмент. Единичное дублированное подтверждение не обязательно означает, что сегмент был потерян, поскольку простое переупорядочение сегментов также может вызвать дублирование подтверждений. Измерения [Paxson99] показали, что изменение порядка сегментов в Интернете — частое явление. Основываясь на этих наблюдениях, эвристика быстрой повторной передачи была включена в большинство реализаций TCP.Это может быть реализовано следующим образом

 подтверждение прибытия:
    if tcp.ack == snd.una: # повторяющееся подтверждение
       дупаки ++
       если dupacks == 3:
          сегмент ретрансляции (snd.una)
    еще:
       dupacks = 0
       # процесс подтверждения 

Для этой эвристики требуется дополнительная переменная в TCB ( dupacks ). Большинство реализаций устанавливают количество повторяющихся подтверждений по умолчанию, запускающих повторную передачу, равным 3. Теперь это часть стандартной спецификации TCP RFC 2581 .Эвристика быстрой повторной передачи улучшает производительность TCP при условии, что изолированные сегменты потеряны, а текущее окно достаточно велико, чтобы позволить отправителю отправить три дублирующих подтверждения.

На рисунке ниже показана работа эвристики быстрой повторной передачи .

Эвристика быстрой повторной передачи TCP

Когда потери не изолированы или когда окна маленькие, производительность эвристики быстрой повторной передачи снижается.В таких средах необходимо разрешить отправителю TCP использовать стратегию выборочного повтора вместо стратегии по умолчанию go-back-n. Реализация выборочного повторения требует изменения протокола TCP, поскольку получатель должен иметь возможность информировать отправителя о неупорядоченных сегментах, которые он уже получил. Это можно сделать с помощью опции выборочного подтверждения (SACK), определенной в RFC 2018 . Этот параметр TCP согласовывается во время установления TCP-соединения.Если оба TCP-хоста поддерживают эту опцию, получатель может прикрепить блоки SACK к отправляемым им сегментам. Блоки SACK позволяют получателю TCP указывать блоки данных, которые он получил правильно, но не в последовательности. На рисунке ниже показано использование блоков SACK.

Выборочные подтверждения TCP

Параметр SACK содержит один или несколько блоков. Блок соответствует всем порядковым номерам между левым краем и правым краем блока.Два края блока кодируются как 32-битные числа (того же размера, что и порядковый номер TCP) в опции SACK. Поскольку опция SACK содержит один байт для кодирования своего типа и один байт для длины, опция SACK, содержащая блоки b , кодируется как последовательность байтов. На практике размер параметра SACK может быть проблематичным, поскольку необязательное расширение заголовка TCP не может быть длиннее 44 байтов. Поскольку опция SACK обычно комбинируется с расширением временной метки RFC 1323 , это означает, что сегмент TCP обычно не может содержать более трех блоков SACK.Это ограничение подразумевает, что получатель TCP не всегда может поместить в отправляемую им опцию SACK информацию обо всех полученных блоках.

Чтобы иметь дело с ограниченным размером опции SACK, получатель TCP, имеющий в настоящее время более 3 блоков внутри своего приемного буфера, должен выбрать блоки для размещения в опции SACK. Хорошая эвристика состоит в том, чтобы указать в опции SACK блоки, которые были недавно изменены, поскольку отправитель, вероятно, уже знает о старых блоках.

Когда отправитель получает опцию SACK, указывающую на новый блок и, таким образом, на новую возможную потерю сегмента, он обычно не повторно передает отсутствующий сегмент (ы) немедленно.Чтобы справиться с переупорядочением, отправитель TCP может использовать эвристику, аналогичную быстрой повторной передаче , повторно передавая паузу только после того, как он получил три варианта SACK, указывающих на этот разрыв. Следует отметить, что опция SACK не заменяет номер подтверждения заголовка TCP. Отправитель TCP может удалить данные из своего буфера отправки только после того, как они были подтверждены совокупными подтверждениями TCP. Этот дизайн был выбран по двум причинам. Во-первых, он позволяет получателю отбрасывать части своего принимающего буфера, когда ему не хватает памяти, без потери данных.Во-вторых, поскольку опция SACK не передается надежно, кумулятивные подтверждения по-прежнему требуются, чтобы иметь дело с потерями сегментов ACK и , несущих только информацию SACK. Таким образом, опция SACK служит только подсказкой, позволяющей отправителю оптимизировать свои повторные передачи.

Контроль перегрузки TCP

В предыдущих разделах мы объяснили механизмы, которые TCP использует для устранения ошибок передачи и потерь сегментов. В гетерогенной сети, такой как Интернет или корпоративные IP-сети, конечные системы имеют очень разные уровни производительности.Некоторые оконечные системы представляют собой высокопроизводительные серверы, подключенные к каналам со скоростью 10 Гбит / с, в то время как другие представляют собой мобильные устройства, подключенные к беспроводному каналу с очень низкой пропускной способностью. Несмотря на эти огромные различия в производительности, мобильное устройство должно иметь возможность эффективно обмениваться сегментами с высокопроизводительным сервером.

Чтобы лучше понять эту проблему, давайте рассмотрим сценарий, показанный на рисунке ниже, где сервер ( A ), подключенный к каналу 10 Мбит / с , отправляет сегменты TCP на другой компьютер ( C ) по пути, который содержит ссылку 2 Мбит / с .

TCP по разнородным каналам

В этой сети сегменты TCP, отправленные сервером, достигают маршрутизатора R1 . R1 перенаправляет сегменты к маршрутизатору R2 . Маршрутизатор R2 потенциально может получать сегменты со скоростью 10 Мбит / с , но он может пересылать их только со скоростью 2 Мбит / с на маршрутизатор R2 , а затем на хост C . Маршрутизатор R2 содержит буферы, которые позволяют ему хранить пакеты, которые не могут быть немедленно отправлены по назначению.Чтобы понять работу TCP в этой среде, давайте рассмотрим упрощенную модель этой сети, в которой хост A подключен к каналу 10 Мбит / с к очереди, которая представляет собой буферы маршрутизатора R2 . Эта очередь очищается со скоростью 2 Мбит / с .

TCP самосинхронизация

Предположим, что хост A использует окно из трех сегментов. Таким образом, он отправляет три последовательных сегмента со скоростью 10 Мбит / с и затем ожидает подтверждения.Хост Хост прекращает отправку сегментов, когда его окно заполнено. Эти сегменты достигают буферов маршрутизатора R2 . Первый сегмент, хранящийся в этом буфере, отправляется маршрутизатором R2 со скоростью 2 Мбит / с на хост назначения. После приема этого сегмента адресат отправляет подтверждение. Это подтверждение позволяет хосту A передать новый сегмент. Этот сегмент хранится в буферах маршрутизатора R2 , пока он передает второй сегмент, который был отправлен хостом A … Таким образом, после передачи первого окна сегментов TCP отправляет один сегмент данных после приема каждого подтверждения, возвращенного адресатом. На практике подтверждения, отправленные адресатом, служат своего рода часами , которые позволяют хосту-отправителю адаптировать свою скорость передачи к скорости, с которой сегменты принимаются адресатом. Самосинхронизация TCP — первый механизм, который позволяет TCP адаптироваться к гетерогенным сетям [Jacobson1988].Это зависит от доступности буферов для хранения сегментов, которые были отправлены отправителем, но еще не были переданы адресату.

Однако TCP не всегда используется в этой среде. В глобальной сети Интернет TCP используется в сетях, где большое количество хостов отправляет сегменты большому количеству получателей. Например, давайте рассмотрим сеть, изображенную ниже, которая похожа на сеть, обсуждаемую в [Jacobson1988] и RFC 896 . В этой сети мы предполагаем, что буферы маршрутизатора бесконечны, чтобы гарантировать, что ни один пакет не будет потерян.

Проблема коллапса перегрузки

Если к левой части указанной выше сети подключено много TCP-отправителей, все они отправляют окно, полное сегментов. Эти сегменты хранятся в буферах маршрутизатора перед отправкой к месту назначения. Если в левой части сети много отправителей, заполняемость буферов быстро растет. Следствием заполнения буфера является то, что измеряемое TCP время приема-передачи между отправителем и получателем увеличивается.Рассмотрим сеть, в которой отправляются сегменты размером 10 000 бит. Когда буфер пуст, для такого сегмента требуется 1 миллисекунда для передачи по каналу 10 Мбит / с и 5 миллисекунд для передачи по каналу 2 Мбит / с . Таким образом, время приема-передачи, измеренное TCP, составляет примерно 6 миллисекунд, если мы игнорируем задержку распространения по каналам. Большинство маршрутизаторов управляют своими буферами как очередью FIFO. Если буфер содержит 100 сегментов, время приема-передачи становится миллисекундами, поскольку новые сегменты передаются по каналу 2 Мбит / с только после передачи всех предыдущих сегментов.К сожалению, TCP использует таймер повторной передачи и выполняет go-back-n для восстановления после ошибок передачи. Если буфер заполнен, TCP предполагает, что некоторые сегменты были потеряны, и повторно передает полное окно сегментов. Это увеличивает занятость буфера и задержку прохождения буфера … Более того, буфер может хранить и отправлять по каналам с низкой пропускной способностью несколько повторных передач одного и того же сегмента. Эта проблема называется сбой при перегрузке . Это происходило несколько раз в конце 1980-х годов.Например, [Jacobson1988] отмечает, что в 1986 году полезная пропускная способность канала 32 Кбит упала до 40 бит в секунду из-за коллапса перегрузки!

Сбой из-за перегрузки — проблема, с которой сталкиваются все гетерогенные сети. В научной литературе были предложены различные механизмы для предотвращения или контроля перегрузки сети. Некоторые из них реализованы и развернуты в реальных сетях. Чтобы понять эту проблему более подробно, давайте сначала рассмотрим простую сеть с двумя хостами, подключенными к каналу с высокой пропускной способностью, которые отправляют сегменты в пункт назначения C , подключенные к каналу с низкой пропускной способностью, как показано ниже.

Проблема перегрузки

Чтобы избежать сбоя из-за перегрузки , хосты должны регулировать свою скорость передачи с помощью механизма управления перегрузкой . Такой механизм может быть реализован на транспортном уровне или на сетевом уровне. В сетях TCP / IP это реализовано на транспортном уровне, но другие технологии, такие как асинхронный режим передачи (ATM) или Frame Relay , включают механизмы управления перегрузкой на более низких уровнях.

Давайте сначала рассмотрим простую проблему набора хостов, которые совместно используют одно узкое место, как показано в примере выше. В этой сети схема управления перегрузкой должна достигать следующих целей [CJ1989]:

В зависимости от сети, справедливое распределение max-min может не всегда существовать. На практике справедливость max-min является идеальной целью, которая не обязательно может быть достигнута. Когда имеется одно узкое место, как в примере выше, max-min справедливость подразумевает, что каждому источнику должна быть назначена одинаковая скорость передачи.

Чтобы наглядно представить различные распределения ставок, полезно рассмотреть график, показанный ниже. На этом графике мы наносим на ось x (соотв. Ось y ) скорость, выделенную для хоста B (соотв. A ). Точка на графике соответствует возможному распределению скоростей передачи. Поскольку в этой сети есть узкое место 2 Мбит / с , график можно разделить на две области. Левая нижняя часть графика содержит все распределения, так что узкое место не перегружено ().Правая граница этой области — это линия эффективности , то есть набор распределений, которые полностью используют ссылку узкого места (). Наконец, линия справедливости представляет собой набор справедливых распределений.

Возможные выделенные скорости передачи

Как показано на графике выше, распределение скорости может быть справедливым, но не эффективным (например,), справедливым и эффективным (например,) или эффективным, но не справедливым (например). В идеале распределение должно быть справедливым и эффективным. К сожалению, поддержание такого распределения при колебаниях количества потоков, использующих сеть, является сложной проблемой.Более того, через одну и ту же ссылку может проходить несколько тысяч TCP-соединений или больше.

Чтобы справиться с этими колебаниями спроса, которые приводят к колебаниям доступной полосы пропускания, компьютерные сети используют схему управления перегрузкой. Эта схема управления перегрузкой должна достигать трех перечисленных выше целей. Некоторые схемы управления перегрузкой основаны на тесном взаимодействии между конечными узлами и маршрутизаторами, тогда как другие в основном реализуются на конечных узлах с ограниченной поддержкой маршрутизаторов.

Схема управления перегрузкой может быть смоделирована как алгоритм, который адаптирует скорость передачи () хоста на основе обратной связи, полученной от сети. Возможны разные типы отзывов. Самая простая схема — это двоичная обратная связь [CJ1989] [Jacobson1988], когда хосты просто узнают, перегружена сеть или нет. Некоторые схемы управления перегрузкой позволяют сети регулярно посылать каждому хосту выделенную скорость передачи в Мбит / с [BF1995].

Давайте сосредоточимся на схеме двоичной обратной связи, которая сегодня наиболее широко используется.Интуитивно понятно, что схема управления перегрузкой должна уменьшать скорость передачи хоста при обнаружении перегрузки в сети, чтобы избежать коллапса перегрузки. Кроме того, хосты должны увеличивать скорость передачи, когда сеть не перегружена. В противном случае хосты не смогли бы эффективно использовать сеть. Скорость, выделяемая каждому хосту, меняется со временем в зависимости от обратной связи, полученной от сети. На рисунке ниже показано изменение скоростей передачи, выделенных двум хостам в нашей простой сети.Изначально двум хостам выделено мало памяти, но это неэффективно. Распределения увеличиваются, пока сеть не станет перегруженной. На этом этапе хосты снижают скорость передачи, чтобы избежать перегрузки. Если схема управления перегрузкой работает хорошо, через некоторое время распределение должно стать справедливым и эффективным.

Развитие скоростей передачи

Возможны различные типы алгоритмов адаптации скорости. Дах Мин Чиу и Радж Джайн проанализировали в [CJ1989] различные типы алгоритмов, которые могут использоваться источником для адаптации скорости передачи к обратной связи, полученной от сети.Интуитивно такой алгоритм адаптации скорости увеличивает скорость передачи, когда сеть не перегружена (убедитесь, что сеть используется эффективно), и уменьшает скорость передачи, когда сеть перегружена (чтобы избежать коллапса из-за перегрузки).

Простейшая форма обратной связи, которую сеть может отправить источнику, — это двоичная обратная связь (сеть перегружена или не перегружена). В этом случае алгоритм адаптации скорости linear может быть выражен как:

• при перегруженности сети
• когда сеть не перегружена

С алгоритмом линейной адаптации, и являются константами.Анализ [CJ1989] показывает, что для того, чтобы быть справедливым и эффективным, такой механизм адаптации двоичной скорости должен полагаться на аддитивное увеличение и мультипликативное уменьшение . Когда сеть не перегружена, узлы должны постепенно увеличивать скорость передачи (). Когда сеть перегружена, хосты должны мультипликативно уменьшить свою скорость передачи (). Такой алгоритм адаптации скорости AIMD может быть реализован с помощью псевдокода ниже

 # Аддитивное увеличение Мультипликативное уменьшение
если затор:
   rate = rate * betaC # мультипликативное уменьшение, betaC <1
еще
   rate = rate + alphaN # аддитивное увеличение, v0> 0 

Примечание

Какая двоичная обратная связь?

В компьютерных сетях возможны два типа двоичной обратной связи.Первое решение — полагаться на неявную обратную связь. Это решение, выбранное для TCP. Схема управления перегрузкой TCP [Jacobson1988] не требует какого-либо взаимодействия со стороны маршрутизатора. Он только предполагает, что они используют буферы и отбрасывают пакеты при перегрузке. TCP использует потери сегмента как показатель перегрузки. Когда нет потерь, предполагается, что сеть не перегружена. Это означает, что перегрузка является основной причиной потери пакетов. Это верно для проводных сетей, но, к сожалению, не всегда верно для беспроводных сетей.Другое решение — полагаться на явную обратную связь. Это решение предложено в схеме управления перегрузкой DECBit [RJ1995] и используется в сетях Frame Relay и ATM. Эту явную обратную связь можно реализовать двумя способами. Первым решением было бы определить специальное сообщение, которое маршрутизаторы могли бы отправлять хостам, когда они перегружены. К сожалению, создание таких сообщений может увеличить количество перегрузок в сети. Таким образом, такой пакет индикации перегрузки не рекомендуется RFC 1812 .Лучше всего позволить промежуточным маршрутизаторам указывать в пересылаемых ими пакетах свой текущий статус перегрузки. Двоичная обратная связь может быть закодирована с использованием одного бита в заголовке пакета. При такой схеме перегруженные маршрутизаторы устанавливают специальный бит в пакеты, которые они пересылают, в то время как незагруженные маршрутизаторы оставляют этот бит неизменным. Целевой хост возвращает статус перегрузки сети в отправленных им подтверждениях. Подробности о таком решении в IP-сетях можно найти в RFC 3168 .К сожалению, на момент написания этой статьи это решение все еще не развернуто, несмотря на его потенциальные преимущества.

Схема управления перегрузкой TCP была первоначально предложена Ван Якобсоном в [Jacobson1988]. Текущую спецификацию можно найти в RFC 5681 . TCP полагается на Аддитивное увеличение и мультипликативное уменьшение (AIMD) . Для реализации AIMD хост TCP должен иметь возможность управлять своей скоростью передачи. Первый подход заключался бы в использовании таймеров и корректировке времени их истечения в зависимости от скорости, установленной AIMD .К сожалению, поддерживать такие таймеры для большого количества TCP-соединений может быть сложно. Вместо этого Ван Джейкобсон отметил, что скорость перегрузки TCP можно искусственно контролировать, ограничивая его окно отправки. TCP-соединение не может отправлять данные быстрее, чем максимальное значение между окном отправки хоста и окном, объявленным получателем.

Схема управления перегрузкой

TCP основана на окне перегрузки . Текущее значение окна перегрузки ( cwnd ) сохраняется в TCB каждого TCP-соединения, а окно, которое может использовать отправитель, ограничено тем, где находится текущее окно отправки и последнее полученное окно приема. Аддитивное увеличение часть управления перегрузкой TCP увеличивает окно перегрузки на байта MSS за каждый цикл приема-передачи. В литературе по TCP эту фазу часто называют фазой предотвращения перегрузки . Мультипликативное уменьшение Часть управления перегрузкой TCP делит текущее значение окна перегрузки после обнаружения перегрузки.

Когда начинается TCP-соединение, передающий узел не знает, перегружена ли часть сети, которую он использует для достижения пункта назначения.Чтобы избежать чрезмерной перегрузки, она должна начинаться с небольшого окна перегрузки. [Jacobson1988] рекомендует начальное окно байтов MSS. Поскольку часть аддитивного увеличения схемы управления перегрузкой TCP увеличивает окно перегрузки на байты MSS каждый цикл приема-передачи, TCP-соединению, возможно, придется ждать много циклов приема-передачи, прежде чем оно сможет эффективно использовать доступную полосу пропускания. Это особенно важно в средах с высоким содержанием продукта. Чтобы избежать ожидания слишком большого количества циклов приема-передачи перед достижением окна перегрузки, которое достаточно велико для эффективного использования сети, схема управления перегрузкой TCP включает алгоритм медленного старта .Задача TCP с медленным запуском — быстро достичь приемлемого значения для cwnd . Во время медленного запуска окно перегрузки удваивается за каждый цикл приема-передачи. Алгоритм медленного старта использует дополнительную переменную в TCB: sshtresh ( порог медленного старта ). ssthresh — это оценка последнего значения cwnd , которое не вызвало перегрузки. Он инициализируется в окне отправки и обновляется после каждого события перегрузки.

На практике реализация TCP считает, что сеть перегружена, когда ей необходимо повторно передать сегмент. Схема управления перегрузкой TCP различает два типа перегрузки:

• легкое скопление . TCP считает, что сеть слегка перегружена, если получает три повторяющихся подтверждения и выполняет быструю повторную передачу. Если быстрая повторная передача прошла успешно, это означает, что был потерян только один сегмент. В этом случае TCP выполняет мультипликативное уменьшение, а окно перегрузки делится на 2 .Порог медленного старта устанавливается на новое значение окна перегрузки.
• сильная перегрузка . TCP считает, что сеть сильно перегружена, когда истекает его таймер повторной передачи. В этом случае TCP повторно передает первый сегмент, устанавливает порог медленного старта на 50% от окна перегрузки. Окно перегрузки сбрасывается до исходного значения, и TCP выполняет медленный запуск.

На приведенном ниже рисунке показано изменение окна перегрузки при сильной перегрузке.В начале соединения отправитель выполняет медленный запуск до тех пор, пока не будут потеряны первые сегменты и не истечет таймер повторной передачи. В это время ssthresh устанавливается равным половине текущего окна перегрузки, а окно перегрузки сбрасывается в одном сегменте. Потерянные сегменты повторно передаются, поскольку отправитель снова выполняет медленный старт, пока окно перегрузки не достигнет sshtresh . Затем он переключается на предотвращение перегрузки, и окно перегрузки увеличивается линейно до тех пор, пока сегменты не будут потеряны и таймер повторной передачи не истечет…

Оценка окна перегрузки TCP с серьезной перегрузкой

На рисунке ниже показана эволюция окна перегрузки, когда сеть слегка перегружена, и все потерянные сегменты могут быть повторно переданы с использованием быстрой повторной передачи. Отправитель начинает с медленного старта. Сегмент утерян, но успешно повторно передан с помощью быстрой повторной передачи. Окно перегрузки делится на 2, и отправитель немедленно переходит в режим предотвращения перегрузки, поскольку это была небольшая перегрузка.

Оценка окна перегрузки TCP при незначительной перегрузке сети

Большинство реализаций TCP обновляют окно перегрузки при получении подтверждения.Если мы предположим, что получатель подтверждает каждый полученный сегмент, а отправитель отправляет только сегменты размера MSS, схема управления перегрузкой TCP может быть реализована с использованием упрощенного псевдокода ниже

 # Инициализация
cwnd = MSS;
ssthresh = swin;

# Подтверждение прибытия
if tcp.ack> snd.una: # new ack, без перегрузки
   если cwnd 
 Кроме того, когда TCP-соединение простаивает дольше, чем его текущий таймер повторной передачи, ему следует сбросить свое окно перегрузки до размера окна перегрузки, который он использует при запуске соединения, поскольку ему больше не известно текущее состояние перегрузки в сети.
 Примечание
 Окно начальной перегрузки
 Первоначальный механизм управления перегрузкой TCP, предложенный в [Jacobson1988], рекомендовал начинать каждое TCP-соединение с установки. Однако в современных сетях с более высокой пропускной способностью использование такого небольшого начального окна перегрузки серьезно влияет на производительность для коротких TCP-соединений, например, используемых веб-серверами. С момента публикации  RFC 3390  узлам TCP разрешено использовать начальное окно перегрузки размером около 4 КБ, что соответствует 3 сегментам во многих средах.
 Благодаря своей схеме управления перегрузкой TCP адаптирует свою скорость передачи к потерям, которые происходят в сети. Интуитивно понятно, что скорость передачи TCP уменьшается с увеличением процента потерь. Исследователи предложили подробные модели, позволяющие прогнозировать пропускную способность TCP-соединения при возникновении потерь [MSMO1997]. Чтобы иметь некоторое представление о факторах, влияющих на производительность TCP, давайте рассмотрим очень простую модель. Его предположения не совсем реалистичны, но они дают нам хорошую интуицию, не требуя сложной математики.
 Эта модель рассматривает гипотетическое TCP-соединение, которое страдает от потерь равноотстоящих сегментов. Если это коэффициент потери сегментов, то соединение TCP успешно передает сегменты, и следующий сегмент теряется. Если мы проигнорируем медленный старт в начале соединения, TCP в этой среде всегда избегает перегрузки, поскольку есть только отдельные потери, которые можно восстановить с помощью быстрой повторной передачи. Таким образом, развитие окна перегрузки показано на рисунке ниже.Обратите внимание на то, что ось  x  на этом рисунке представляет время, измеренное в единицах одного времени обхода, которое должно быть постоянным в модели, а ось  y  представляет размер окна перегрузки, измеренный в Сегменты размера MSS.
 Эволюция окна перегрузки с регулярными убытками
 Поскольку потери равномерно распределены, окно перегрузки всегда начинается с некоторого значения () и увеличивается на один MSS каждый цикл приема-передачи, пока не достигнет удвоенного значения ( Вт, ).В этот момент сегмент передается повторно, и цикл начинается снова. Если окно перегрузки измеряется сегментами размера MSS, цикл длится как время приема-передачи. Пропускная способность TCP-соединения - это количество байтов, которые были переданы за определенный период времени. В течение цикла количество сегментов, отправляемых по TCP-соединению, равно площади желтой трапеции на рисунке. Его площадь составляет:
.
 Однако, учитывая регулярные потери, которые мы рассматриваем, количество сегментов, которые отправляются между двумя потерями (т.е. в течение цикла) по определению равно. Таким образом,. Пропускная способность (в байтах в секунду) TCP-соединения равна количеству переданных сегментов, разделенному на продолжительность цикла:
 или после удаления  W ,
 Более подробные модели и анализ симуляций показали, что модель первого порядка пропускной способности TCP при возникновении потерь была. Это важный результат, который показывает, что:
 TCP-соединения с малым временем приема-передачи могут обеспечить более высокую пропускную способность, чем TCP-соединения, имеющие более длительное время приема-передачи при возникновении потерь.Это означает, что схема управления перегрузкой TCP не совсем справедлива, поскольку она отдает предпочтение соединениям, которые имеют более короткое время приема-передачи
 TCP-соединения, использующие большой MSS, могут обеспечить более высокую пропускную способность, чем TCP-соединения, использующие более короткий MSS. Это создает еще один источник несправедливости между TCP-соединениями. Однако следует отметить, что сегодня большинство хостов используют почти один и тот же MSS, примерно 1460 байт.
 Как правило, максимальная пропускная способность, которая может быть достигнута с помощью TCP-соединения, зависит от максимального размера окна и времени приема-передачи, если нет потерь.Если есть потери, это зависит от MSS, времени приема-передачи и коэффициента потерь.
 Примечание
 Зоопарк контроля перегрузки TCP
 Первая схема управления перегрузкой TCP была предложена Ван Якобсоном в [Jacobson1988]. Помимо написания научной статьи, Ван Якобсон также реализовал схемы медленного старта и предотвращения перегрузки в версии 4.3  Tahoe  BSD Unix, распространяемой Университетом Беркли. Позже он улучшил контроль перегрузки, добавив механизмы быстрой повторной передачи и быстрого восстановления в версии 4  Reno .3 BSD Unix. С тех пор многие исследователи предложили, смоделировали и реализовали модификации схемы управления перегрузкой TCP. Некоторые из этих модификаций используются до сих пор, например, :
  NewReno  ( RFC 3782 ), который был предложен как усовершенствование механизма быстрого восстановления в реализации  Reno 
  TCP Vegas , который использует изменения времени приема-передачи для оценки перегрузки, чтобы ее избежать [BOP1994]
  CUBIC , который был разработан для каналов с высокой пропускной способностью и является стандартной схемой управления перегрузкой в ​​Linux 2.Ядро 6.19 [HRX2008]
  Составной TCP , который был разработан для каналов с высокой пропускной способностью, является схемой управления перегрузкой по умолчанию в нескольких операционных системах Microsoft [STBT2009]
 Поиск в научной литературе ( RFC 6077 ), вероятно, обнаружит более 100 различных вариантов схемы управления перегрузкой TCP. Большинство из них было оценено только путем моделирования. Однако реализация TCP в последних ядрах Linux поддерживает несколько схем управления перегрузкой, и можно легко добавить новые.Мы можем ожидать, что новые схемы управления перегрузкой TCP будут появляться всегда.
 Сноски
 Механизм фиксации рычага переключения передач 
 Пункт I претензии:
 1. Фиксирующий механизм в рычаге переключения передач, содержащий:
 стопорную пластину, установленную с возможностью поворота для перемещения в ответ на действия оператора;
 кулачковая поверхность, определяющая множество подъемов и впадин, образованных на упомянутой фиксирующей пластине, включая парковую возвышенность, первую долину и вторую долину, примыкающие к парковой возвышенности;
 канал, сообщающийся между указанной первой долиной и указанной второй долиной в обход указанного подъема парка;
 стопор ролик подпружинено в зацепление с поверхностью кулачка и следовать указанному росту парка во время путешествия из указанных второй долины указанной первой долину; и
 упомянутого канал обеспечивая выход для упомянутого фиксирующего ролика во время перемещения из указанного первой долины к указанной второй долине.
 2. Фиксирующий механизм в механизме переключения передач, содержащий:
 стопорную пластину, установленную с возможностью поворота для перемещения в ответ на действия оператора;
 кулачок поверхность образует множество подъемов и впадин, образованные на указанной пластину фиксатора включает в себя первую долину, второй долину и рост парка между первой и второй долиной;
 канал, сообщающийся между указанной первой долиной и указанной второй долиной в обход указанного подъема парка;
 стена, ограничивающая боковую поверхность упомянутого подъема парка;
 съездную рампу, определяющую часть упомянутого подъема парка, перекрывающую часть упомянутого канала рядом с упомянутой первой долиной;
 стопор ролик подпружинено в зацепление с поверхностью кулачка и следовать указанному росту парка во время путешествия из указанных второй долины указанной первой долину; и
 упомянутого канал обеспечивая маршрут выхода для указанного фиксирующего ролика во время перемещения из указанного первой долины к указанной второй долине.
 3. Фиксирующий механизм по п. 2, дополнительно содержащий: пружину, смещающую упомянутый ролик для контакта с упомянутой стенкой во время движения от упомянутой второй впадины к упомянутой первой впадине, упомянутая стенка подталкивает упомянутый ролик сбоку упомянутой поверхности кулачка для совмещения с упомянутым каналом, когда указанная первая долина зацеплена указанным роликом.
 Моделирование контроллера автоматической коробки передач
- MATLAB и Simulink 
 Этот пример показывает, как моделировать автомобильную трансмиссию с Simulink®.Stateflow® расширяет модель Simulink своим представлением логики управления передачей. Simulink предоставляет мощную среду для моделирования и симуляции динамических систем и процессов. Однако во многих системах функции контроля, такие как изменение режимов или запуск новых графиков усиления, должны реагировать на события, которые могут произойти, и условия, которые развиваются с течением времени. В результате среда требует языка, способного управлять этими множественными режимами и условиями развития. В следующем примере Stateflow демонстрирует свою силу в этом качестве, выполняя функцию выбора передачи в автоматической коробке передач.Эта функция сочетается с динамикой трансмиссии естественным и интуитивно понятным образом за счет включения блока Stateflow в блок-схему Simulink.
 Анализ и физика 
 На приведенном ниже рисунке показан поток мощности в типичной автомобильной трансмиссии. Нелинейные обыкновенные дифференциальные уравнения моделируют двигатель, четырехступенчатую автоматическую коробку передач и транспортное средство. Модель, обсуждаемая в этом примере, напрямую реализует блоки с этого рисунка как модульные подсистемы Simulink. С другой стороны, логика и решения, принимаемые в блоке управления трансмиссией (TCU), не поддаются хорошо сформулированным уравнениям.TCU лучше подходит для представления Stateflow. Stateflow отслеживает события, которые соответствуют важным отношениям в системе, и предпринимает соответствующие действия по мере их возникновения.
 Открытие дроссельной заслонки является одним из входов в двигатель. Двигатель соединен с крыльчаткой гидротрансформатора, которая соединяет его с трансмиссией (см. Уравнение 1).
  Уравнение 1 
 Входные-выходные характеристики преобразователя крутящего момента могут быть выражены как функции частоты вращения двигателя и частоты вращения турбины.В этом примере всегда предполагается направление потока мощности от рабочего колеса к турбине (см. Уравнение 2).
  Уравнение 2 
 Модель трансмиссии реализована с помощью статических передаточных чисел, предполагающих малое время переключения (см. Уравнение 3).
  Уравнение 3 
 Бортовая передача, инерция и динамически изменяющаяся нагрузка составляют динамику транспортного средства (см. Уравнение 4).
  Уравнение 4 
 Момент нагрузки включает как дорожную нагрузку, так и тормозной момент.Дорожная нагрузка представляет собой сумму потерь на трение и аэродинамику (см. Уравнение 5).
  Уравнение 5 
 Модель программирует точки переключения передач для трансмиссии в соответствии с графиком, показанным на рисунке ниже. Для данного дросселя на данной передаче существует уникальная скорость автомобиля, при которой происходит переключение на повышенную передачу. Симуляция работает аналогично при переключении на пониженную передачу.
 Моделирование 
 Когда вы открываете модель, начальные условия устанавливаются в рабочем пространстве модели.
 Схема верхнего уровня модели показана на рисунке ниже. Чтобы запустить моделирование, на вкладке Simulation нажмите  Run . Обратите внимание, что модель регистрирует соответствующие данные в MATLAB Workspace в структуре данных, называемой  sldemo_autotrans_output . Зарегистрированные сигналы имеют синий индикатор. После того, как вы запустите симуляцию, вы можете просмотреть компоненты структуры данных, набрав  sldemo_autotrans_output  в Командном окне MATLAB. Также обратите внимание, что единицы появляются на значках подсистем и сигнальных линиях.
 Моделирование 
 Модель Simulink, показанная выше, состоит из модулей, которые представляют двигатель, трансмиссию и транспортное средство, с дополнительным логическим блоком переключения для управления передаточным числом. Вводимые пользователем данные в модель выражаются в дроссельной заслонке (в процентах) и тормозном моменте (в футо-фунтах). Пользователь вводит крутящий момент дроссельной заслонки и тормоза с помощью интерфейса ManeuversGUI.
 Подсистема двигателя состоит из двухмерной таблицы, которая интерполирует крутящий момент двигателя в зависимости от скорости вращения дроссельной заслонки и двигателя.На рисунке ниже показана составная подсистема Engine. Дважды щелкните эту подсистему в модели, чтобы просмотреть ее структуру.
 Блоки TorqueConverter и TransmissionRatio составляют подсистему передачи, как показано на рисунке ниже. Дважды щелкните подсистему передачи в окне модели, чтобы просмотреть ее компоненты.
 TorqueConverter - это подсистема с маской, которая реализует уравнение 2. Чтобы открыть эту подсистему, щелкните ее правой кнопкой мыши и выберите  Mask >  Look Under Mask  из раскрывающегося меню.Для маски требуется вектор передаточных чисел ( Nin / Ne ) и векторы K-фактора ( f2 ) и передаточного числа ( f3 ). На этом рисунке показана реализация подсистемы TorqueConverter.
 Блок передаточного отношения определяет передаточное отношение, показанное в таблице 1, и вычисляет выходной крутящий момент трансмиссии и входную скорость, как указано в уравнении 3. На следующем рисунке показана блок-схема подсистемы, которая реализует это соотношение по крутящему моменту и скорости.
  Таблица 1: Передаточное число трансмиссии 
 Передаточное число Rtr = Nin / Ne
 1 2.393
 2 1,450
 3 1.000
 4 0,677 
 Блок Stateflow, помеченный ShiftLogic, реализует выбор передачи для трансмиссии. Дважды щелкните ShiftLogic в окне модели, чтобы открыть диаграмму Stateflow. Обозреватель моделей используется для определения входных параметров, таких как скорость дроссельной заслонки и автомобиля, и выходных данных, как желаемое число передач. Два пунктирных состояния AND отслеживают состояние передачи и состояние процесса выбора передачи. Общая диаграмма выполняется как система с дискретным временем, выборка производится каждые 40 миллисекунд.Диаграмма Stateflow, показанная ниже, иллюстрирует функциональность блока.
 Поведение логики сдвига можно наблюдать во время моделирования, включив анимацию в отладчике Stateflow. Состояние выбора   (всегда активно) начинается с выполнения вычислений, указанных в его , во время функции . Модель вычисляет пороговые значения скорости переключения на повышенную и пониженную передачу как функцию мгновенных значений переключения передач и дроссельной заслонки. В режиме stable_state модель сравнивает эти значения с текущей скоростью транспортного средства, чтобы определить, требуется ли переключение.Если это так, он входит в одно из состояний подтверждения ( переводит на более высокую передачу,  или  понижает передачу на ), в котором записывается время входа.
 Если скорость автомобиля больше не удовлетворяет условию переключения, в состоянии подтверждения модель игнорирует переключение и переходит обратно к  stable_state . Это предотвращает посторонние смещения из-за шума. Если условие переключения остается действительным в течение  тиков TWAIT , модель переходит через нижний переход и, в зависимости от текущей передачи, транслирует одно из событий переключения.Впоследствии модель снова активирует  stable_state  после перехода через один из центральных переходов. Событие переключения передач, которое транслируется в состояние  gear_selection , активирует переход на соответствующую новую передачу.
 Например, если транспортное средство движется на второй передаче с дроссельной заслонкой 25%, состояние  секунда  активно в пределах  gear_state , а  stable_state  активно в  selection_state .  во время функции  последнего обнаруживает, что переключение на более высокую передачу должно происходить, когда автомобиль превышает 30 миль в час.В тот момент, когда это становится правдой, модель переходит в состояние  с повышением передачи . В этом состоянии, если скорость автомобиля остается выше 30 миль в час в течение  TWAIT  тактов, модель удовлетворяет условию перехода, ведущему вниз к правому нижнему перекрестку. Это также удовлетворяет условию [| gear == 2 |] при переходе, ведущем отсюда к  stable_state , поэтому модель теперь берет общий переход от  с повышением передачи  к  stable_state  и транслирует событие  UP  как переход действие.Следовательно, переход со второго на третий выполняется в  gear_state , что завершает логику переключения.
 Подсистема транспортного средства использует чистый крутящий момент для вычисления ускорения и интегрирует его для вычисления скорости транспортного средства в соответствии с уравнением 4 и уравнением 5. Подсистема транспортного средства замаскирована. Чтобы увидеть структуру блока «Транспортное средство», щелкните его правой кнопкой мыши и выберите из раскрывающегося меню  Mask >  Look Under Mask . Параметры, вводимые в меню маски, - это передаточное число главной передачи, полиномиальные коэффициенты трения сопротивления и аэродинамического сопротивления, радиус колеса, инерция автомобиля и начальная выходная скорость трансмиссии.
 Результаты 
 Карта крутящего момента двигателя и характеристики гидротрансформатора, использованные при моделировании, показаны ниже.
 Получить FactorK (вторая строка) и TorqueRatio (третья строка) по отношению к SpeedRatio (первая строка)
 В первом моделировании (маневр обгона) используется график дроссельной заслонки, приведенный в таблице 2 (эти данные интерполируются линейно).
  Таблица 2:  График дроссельной заслонки для первой симуляции (маневр обгона)
 Время (сек) Дроссель (%)
  0 60
 14.9 40
 15 100
100 0
200 0 
 Первый столбец соответствует времени; второй столбец соответствует открытию дроссельной заслонки в процентах. В этом случае тормоз не применяется (тормозной момент равен нулю). Скорость автомобиля начинается с нуля, а двигатель - с 1000 об / мин. На следующем рисунке показан график результатов базовой линии с параметрами по умолчанию. Когда водитель переходит на 60% дроссельной заслонки при  t = 0 , двигатель немедленно реагирует, увеличивая скорость более чем вдвое.Это вызывает низкое передаточное число преобразователя крутящего момента и, следовательно, большое передаточное число. Транспортное средство ускоряется быстро (не моделируется проскальзывание шин), и двигатель, и транспортное средство набирают скорость примерно до  t = 2 с , когда происходит переключение на 1-2 более высокой передачи. Обычно частота вращения двигателя резко падает, а затем возобновляется ускорение. Переключение на повышенную передачу на 2-3 и 3-4 происходит примерно через четыре и восемь секунд соответственно. Обратите внимание, что скорость автомобиля остается более плавной из-за его большой инерции.
 При  t = 15сек  водитель устанавливает дроссельную заслонку на 100%, что может быть типичным для маневра обгона. Трансмиссия переключается на третью передачу, и двигатель перескакивает с 2600 об / мин примерно на 3700 об / мин. Таким образом, крутящий момент двигателя несколько увеличивается, а также механическое преимущество трансмиссии. При продолжающемся сильном нажатии на педаль газа автомобиль разгоняется примерно до 100 миль в час, а затем переключается на повышенную передачу примерно при  t = 21 секунда . Автомобиль движется на четвертой передаче до конца симуляции.Дважды щелкните блок ManeuversGUI и используйте графический интерфейс для изменения истории газа и тормоза.
 Закрытие модели 
 Закройте модель, очистите сгенерированные данные.
 Выводы 
 Вы можете усовершенствовать эту базовую систему по модульному принципу, например, заменив двигатель или трансмиссию более сложной моделью. Вы можете создавать большие системы внутри этой структуры посредством пошагового уточнения. Полная интеграция логики управления Stateflow с обработкой сигналов Simulink позволяет построить модель, которая является эффективной и визуально интуитивно понятной.
 TOYOTA ПРЕДСТАВЛЯЕТ ПЕРВУЮ В МИРЕ АВТОМАТИЧЕСКУЮ ТРАНСМИССИЮ С МИКРОКОМПЬЮТЕРОМ ECT 
 Toyota объявила, что она разработала и выпустила в продажу новую автоматическую трансмиссию на базе микрокомпьютера ECT (Electronic Controlled Transmission). Эта система предлагается в некоторых моделях роскошного седана Toyota New Crown, представленного сегодня с небольшими изменениями.
 ECT использует микрокомпьютер, чтобы добавить новые измерения точности и гибкости к функциям переключения и блокировки 4-ступенчатой ​​автоматической коробки передач с 2-ходовой повышающей передачей.Эта первая трансмиссия в своем роде обеспечивает значительное повышение топливной экономичности и других характеристик.
 Toyota уже давно находится в авангарде мировых автопроизводителей в разработке бесшумных, очень экономичных автоматических коробок передач: например, она разработала 4-ступенчатую автоматическую коробку передач с повышающей передачей, представленную в 1977 году, и 4-ступенчатую автоматическую коробку передач с 2-ступенчатой ​​коробкой передач. Кстати, овердрайв представлен в 1980 году.
 Рисунок 1, поперечное сечение ECT 
 Система управления ECT 
 ECT состоит из гидротрансформатора с муфтой блокировки, коробки передач и механизма управления.В ECT микрокомпьютер заменяет механизм контроля давления масла и использует электронные датчики для контроля скорости, открытия дроссельной заслонки, температуры воды в двигателе, схем переключения передач и сигналов торможения (см. Рисунок 2). Электронный блок управления (ЭБУ) вычисляет оптимальные точки для переключения передач и блокировки сцепления, а затем передает сигналы на электромагнитные клапаны. Электромагнитные клапаны управляют исполнительными механизмами переключения передач и блокировки, а функция самодиагностики ECT отслеживает неисправности в датчиках и электрической системе.
 Рисунок 2, ECT и 2-ходовые системы управления повышающей передачей 
 Особенности ECT 
 Ниже перечислены четыре выдающихся особенности коробки передач с электронным управлением.
 Лучшая топливная экономичность
 Использование микрокомпьютера повышает точность и гибкость переключения передач и позволяет расширить диапазон блокировки на второй и третьей передачах и повышающей передаче, что приводит к значительному повышению топливной экономичности.
 Повышенное качество переключения
 Микрокомпьютер точно контролирует синхронизацию между переключением передач и работой муфты блокировки и обеспечивает оптимальное давление в трубопроводе для характеристик крутящего момента двигателя, что снижает тип толчков, обычно сопровождающих переключение передач. шестерни.
 Улучшенные ходовые качества
 Точно настроенное управление и оптимизация работы муфты блокировки за счет тщательного мониторинга таких факторов, как открытие дроссельной заслонки, скорость автомобиля, температура воды в двигателе и передаточное число, способствует улучшению управляемости, например, снижению шума и вибрации.
 Функция самодиагностики
 Контроллер ECT имеет функцию самодиагностики для автоматического обнаружения неисправностей в датчиках, электрической системе и других местах.
 ECT Трехрелевая автоматическая коробка передач 
 С ECT у водителя есть выбор: нормальный режим или нажатие одной из двух кнопок для выбора альтернативных режимов для конкретной дороги и других условий или для удовлетворения его потребностей в вождении в данный момент.Альтернативные варианты - это экономичный режим с учетом расхода топлива и сверхмощный режим мощности.
 Обычный шаблон подходит практически для всех ситуаций вождения в городе, на скоростных шоссе или в пригороде. Этот шаблон действует автоматически, когда ни одна из кнопок выбора альтернативного режима движения не нажата.
 Экономичный режим обеспечивает более экономичное вождение за счет увеличения рабочего диапазона муфты блокировки. Водитель нажимает кнопку «Экономия» для этого шаблона.
 Модель
 Power Pattern предоставляет водителю полную мощность двигателя для езды по горным дорогам, например, или когда водитель хочет использовать моторный тормоз более эффективно. Водитель нажимает кнопку питания для этого шаблона.
 В настоящее время трансмиссия с электронным управлением будет доступна только для внутреннего рынка и доступна для седана Crown Royal с двигателем типа 5M-GEU (2,8 л, 6-цилиндровый, с двумя верхними распредвалами).
 Протокол управления передачей
 - статья энциклопедии 
 Основным сквозным протоколом Интернета для реализации надежной доставки с учетом потери пакетов является протокол управления передачей  (TCP) .  [1] 
 Когда Интернет только разрабатывался, одной из его основных аксиом было допущение о сквозном соединении. Согласно этому предположению, передача информации между конечными точками Интернета является обязанностью конечных точек.В отличие от других сетевых архитектур, таких как X.25, Интернет (то есть IP) имеет ограниченную защиту от ошибок. При передаче могут возникать различные типы ошибок, и TCP защищает от некоторых из них. Для некоторых требований (например, для протокола Trivial File Transfer Protocol) некоторые ошибки, которые TCP может исправить, исправляются на уровне приложения, потому что для конкретного использования TCP накладные расходы и потребность TCP в локальных ресурсах были бы недопустимыми.
 Не все Интернет-приложения требуют гарантированной доставки и могут работать с потерями.«Видео по запросу через Интернет, например, может позволить потерять пакеты в пути, чтобы получить преимущество в скорости. Когда требуется более строгий контроль ошибок, за такой контроль отвечают протоколы, работающие над IP в стеке протоколов.
 Возвращаясь к примеру видео по запросу, видеоприложения не могут допустить, чтобы пакеты приходили не по порядку, что является ошибкой другого типа, чем неправильные отдельные биты. TCP может обещать, что байты данных будут в том порядке, в котором они были переданы, или соединение будет разорвано.TCP гарантирует, что, пока соединение остается, байты не будут содержать битовых ошибок.
 На общем уровне предположим, что TCP гарантирует поток байтов без ошибок. Если TCP не может исправить ошибки путем повторной передачи, он разрывает соединение. TCP не гарантирует скорость или изменчивость скорости доставки; увидеть дифференцированные услуги.
 За безошибочную гарантию взимается плата. Поскольку TCP будет повторно передавать блоки PDU, содержащие ошибочные биты, до тех пор, пока они не будут приняты правильно или не будут превышены некоторые запрограммированные пределы и соединение не будет закрыто, задержки, вызванные повторной передачей, могут сделать сквозную задержку переменной и непредсказуемой.Для такого приложения, как передача голоса по интернет-протоколу, сильно изменяющаяся задержка делает приложение непригодным для использования. Поскольку VoIP лучше переносит некоторую потерю данных, чем переменную задержку, стеки протоколов VoIP используют протокол дейтаграмм пользователя (UDP), а не TCP. У VoIP есть некоторые другие механизмы на более высоких уровнях протокола для устранения определенных ошибок.
 TCP предполагает, что любая потеря происходит из-за перегрузки, поэтому он стремится не передавать больше данных, чем может принять сеть и пункт назначения.Это делается с помощью механизмов управления потоком, которые также управляют повторной передачей данных, потерянных при передаче.
 Поля сегмента 
 Блок данных протокола
 TCP (PDU) называется сегментом  , который проходит от первого байта заголовка до последнего байта данных в полезной нагрузке. Сегмент может быть разделен на более мелкие пакеты  , но механизм  фрагментации IP  гарантирует, что если все пакеты, составляющие сегмент, будут доставлены, принимающий IP-код разместит их в правильном порядке перед тем, как уведомить принимающий TCP, что весь сегмент доставлен.
 0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+ - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - +
| Исходный порт | Порт назначения |
+ - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - +
| Порядковый номер |
+ - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - +
| Номер подтверждения |
+ - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - +
| Данные | | U | A | P | R | S | F | |
| Смещение | Зарезервировано | R | C | S | S | Y | I | Окно |
| | | G | K | H | T | N | N | |
+ - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - +
| Контрольная сумма | Срочный указатель |
+ - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - +
| Опции | Прокладка |
+ - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - +
| данные |
+ - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - +
 
 Общие протоколы IETF в своих спецификациях имеют назначенный номер порта.Например, протоколу передачи гипертекста, используемому для веб-серверов, назначен порт 80, поэтому при переходе по адресу (гипотетически 198.0.2.1), которому соответствует  www.citizendium.org , поле порта назначения будет содержать значение decimal 80. Порт источника случайным образом выбирается вашим веб-браузером, поэтому он может отслеживать различные сеансы HTTP через TCP.
 Основная последовательность и номера подтверждения - 32 бита, а поле размера окна - 16 бит.
 Установление соединения 
 Основной механизм TCP для установления соединения (т.е., процесс  OPEN ) называется трехсторонним рукопожатием  . Это объяснение будет начато с минимальным обзором событий; на практике возникают различные дополнительные вещи, связанные с производительностью.
 Чтобы запросить соединение, компьютер, желающий установить соединение, отправляет сегмент с флагом  SYN , установленным в 1 (т. Е. Двоичным значением TRUE). Если компьютер, получающий запрос, соглашается, что он хочет подключиться, он отправляет собственный сегмент, также с  SYN = 1 . Базовая реализация резервирует ресурсы для этого соединения, и это разумный поступок, который использовался в некоторых атаках на TCP.
 Если исходный компьютер согласен с предложенным параметром соединения, некоторые из которых могли быть предложены другим концом, он отправляет третью часть рукопожатия: сегмент с установленными флагами  SYN  и  ACK  к 1. Два компьютера могут
 Существует несколько вариантов механизма установления соединения. Некоторые могут предложить нестандартные начальные значения для порядкового номера и размера окна, которые используются для управления ошибками и потоком.Существует также вариант, называемый пассивным  OPEN , в котором компьютер заранее объявляет о своем согласии принять
 Нумерация последовательностей 
 Многие функции TCP зависят от механизма порядковой нумерации; многие ограничения исходных протоколов связаны с механизмом нумерации последовательностей. Некоторые из улучшений сосредоточены вокруг эффективного расширения этого поля, и есть несколько атак на TCP, когда злоумышленник успешно предсказывает следующий порядковый номер.
 Оба конца определяют начальный порядковый номер для сегментов, которые они будут отправлять, поэтому существуют независимые интервалы порядковых номеров в каждом направлении передачи. Порядковые номера отражают количество переданных байтов, а не количество отправленных сегментов. Когда достигается максимально возможный порядковый номер в поле порядкового номера, могут происходить разные вещи в зависимости от деталей реализации. Числа могут быть "зацикленными", поэтому, если максимальное значение было 99 и было отправлено пять байтов, новый порядковый номер отправки будет 99 плюс 5 по модулю 100, так что новое число будет 4.В качестве альтернативы компьютер может прекратить отправку, пока другие механизмы не «догонят».
 Окно 
 Существуют как неявные, так и явные механизмы управления потоком. В обычном режиме  медленного старта  TCP запускается с размером окна в один байт. Пока передача продолжается и задержка не превышает определенных параметров, TCP продолжает удваивать размер окна до тех пор, пока либо не будет достигнут предел в 64 КБ, налагаемый 16-битным полем размера окна в TCP (без повышения производительности), либо передача не будет завершена. не признается.
 Если нет подтверждения, TCP предполагает, что это связано с перегрузкой, хотя TCP действительно не знает, является ли проблема перегрузкой или ошибкой передачи. В любом случае TCP устанавливает для окна значение 1 и начинает увеличивать окно, пока не достигнет предела. Отдельные реализации TCP могут по локальным причинам ограничивать максимальный размер окна, но это не является частью стандарта.
 TCP ускорение 
 Существуют методы  ускорения WAN  или  TCP-ускорения , которые могут, при правильно выбранных обстоятельствах, улучшить производительность, изначально используя большой размер окна.Для некоторых сред это может быть эффективным, но может нарушить работу других; см. ускорение TCP.
 Хорошее приложение для большого начального окна - это соединение маршрутизатор-маршрутизатор, когда известно, что первым появляется протокол пограничного шлюза, а другой маршрутизатор передает полную таблицу маршрутизации. До тех пор, пока таблица маршрутизации не будет перенесена и внутренняя таблица уровня пересылки не сойдется, никакой другой трафик не будет конкурировать с BGP. После схождения маршрутизации нормальная настройка динамического окна имеет смысл для регулярного потока; реализация может ограничить большое начальное окно BGP при запуске. [2] 
 TCP по трактам с определенными характеристиками производительности 
 TCP должен был быть независимым от базовой системы передачи, как и Интернет-протокол (IP).
 Продемонстрированная независимость от среды передачи 
 Действительно, независимость IP от основной среды была продемонстрирована в некоторых крайних случаях  [3]   [4]   [5] 
 Когда согласованность важнее максимальной производительности 
 В некоторых приложениях, таких как передача голоса или видео через Интернет, постоянное значение задержки более важно для взаимодействия с пользователем, чем периодический всплеск для максимальной пропускной способности. [6]  Это можно сделать с помощью документа TCP Friendly Rate Control (TFRC), в котором просто указывается механизм управления перегрузкой. TFRC - это не новый протокол, а метод реализации TCP, который будет подходить для систем, использующих такие механизмы, как протокол передачи в реальном времени  [7] , приложений, которые управляют перегрузкой на уровне приложений или в системе контроля перегрузки конечной точки. особенности конечных точек с общей политикой контроля перегрузки.
 Высокопроизводительные насадки 
 Тем не менее, опыт показал, что первоначальная конструкция TCP ограничивала скорость передачи по высокоскоростным трактам с большой задержкой, таким как ретрансляторы через геостационарные спутники связи.Такие каналы получили название «Long Fat Networks», произносится «слон».  [8] 
 Проблема связана с произведением полосы пропускания и задержки (то есть задержки в RFC1323). Если его значение становится слишком большим, исходные размеры окна TCP и порядковые номера слишком малы; передача должна быть остановлена ​​до тех пор, пока не будет подтверждено достаточно данных для повторного использования этих полей. Расширения в RFC1323 позволяют масштабировать размер окна и добавлять временные метки для устранения неоднозначности порядковых номеров.
 Другая проблема заключается в том, что традиционный TCP при повторной передаче отправляет все пакеты, которые не были подтверждены на момент обнаружения ошибки.При высоких скоростях передачи данных, больших пакетах и ​​низком уровне ошибок это может привести к снижению пропускной способности, пока пакеты повторно передаются, анализируются и подтверждаются получателем. При использовании функции, называемой  выборочное подтверждение , необходимо повторно передать только действительно ошибочные пакеты.  [9] 
 Когда между сегментами TCP, несущими конкретный протокол приложения, очень мало изменений, например, telnet, отправляющий один символ за раз и, таким образом, всегда увеличивая счетчики на один, заголовок может быть сжат.Сжатие заголовков требует большей обработки, но может значительно сэкономить полосу пропускания на медленных каналах. Telnet дает наиболее впечатляющие результаты, но сжатие заголовков также может быть полезно для FTP и других протоколов с внутренним порядком в их полезной нагрузке.  [10] 
 Список литературы 
 ↑  Postel, J. (сентябрь 1981 г.),  Протокол управления передачей , Internet Engineering Task Force, RFC0793 
 ↑  Оллман М., Флойд С., Партридж К.(Октябрь 2002 г.),  Увеличение начального окна TCP , Инженерная группа Интернета, RFC3390 
 ↑  Вайцман, Д. (1 апреля 1990 г.),  Стандарт для передачи дейтаграмм IP на птичьих носителях , Инженерная группа Интернета, RFC1149 
 ↑  Waitzman, D. (1 апреля 1999 г.),  IP через Avian Carriers с качеством обслуживания , Internet Engineering Task Force, RFC2549 
 ↑  Bergen Linux Users Group (28 апреля 2001, 12:00),  Совершенно неофициальная рабочая группа CPIP  
 ↑  Хэндли, М. et al.  (январь 2003 г.),  TCP Friendly Rate Control (TFRC): спецификация протокола , Инженерная группа Интернета, RFC3448 
 ↑  Schulzrinne, H .; С. Каснер и Р. Фредерик и др. (Июль 2003 г.),  RTP: транспортный протокол для приложений реального времени , Инженерная группа Интернета, RFC3550 
 ↑  Jacobson, V .; Р. Брейден и Д. Борман (май 1992 г.),  TCP Extensions for High Performance , Internet Engineering Task Force, RFC1323 
 ↑  Матис, М.; J. Mahdavi & S. Floyd et al. (Октябрь 1996 г.),  Параметры выборочного подтверждения TCP , Инженерная группа Интернета, RFC2018 
 ↑  Якобсон, В. (февраль 1990 г.),  Сжатие заголовков TCP / IP для низкоскоростных последовательных каналов , Инженерная группа Интернета, RFC1144 
 .