计算机网络湖科大微课堂笔记 p24-27 可靠传输的基本概念和实现机制

Posted 2022-04-18 karshey

可靠传输的基本概念

总结：

可靠传输的实现机制

停止-等待协议SW

发送方发送数据，接收方判断是否误码：

• 若没有误码，则接收数据并发送ACK，然后发送方就发送下一串数据。
• 若误码，则丢弃数据并发送NAK，则发送方重传相同数据。

（因此发送方发送完数据不能立即删除其数据缓存。）
这样就实现了发送方发送什么，接收方就能接收到什么。

确认和否认判断是否误码。

不过实际情况会更加复杂：
超时重传的情况：发送方发送的数据在路途中丢失了。

确认丢失：接收方发送到确认数据丢失了，导致发送方超时重传，发送了重复的数据。

如何判断数据是否重复？给数据编号：

确认迟到：接收方发送的确认分组迟到而导致发送方重传，因此接收方会发送重复的确认分组：若没有对确认分组编号，那么发送方就会以为这是对下一个数据的确认。

因此对确认分组也要编号，当发送方收到重复的确认分组时，将其丢弃。

不过，数据链路层的点对点信道很少出现确认分组迟到的情况，因此可以不用给确认分组编号。

SW小结

SW的信道利用率：
TA一般远小于TD，可以忽略。
如果RTT远大于TD，则其信道利用率非常低。

举个例子：
紫色框是发送时延TD，橙色框是往返时间RTT。

一个例题：

解：

回退N帧协议GBN

引入：

回退N帧协议GBN，是在流水线传输的基础上，利用发送窗口来限制发送方可持续发送数据分组的个数。

举个例子：
无差错情况
已知发送窗口WT=5，接收窗口WR=1；

1. 发送方将序号落在发送窗口内0-4号数据分组依次连续发送出去。
2. 接收方按序接收它们。每接收一个，接收方就按序向前滑动一个位置，并给发送方发送针对所接受分组的确认分组。
3. 0-4号确认分组经过互联网的传输正确到达了发送方。
4. 发送方每接收一个确认分组，发送窗口就向前滑动一个位置。这样就有新的序号落入了发送窗口。
5. 发送方可以从收到确认的分组从缓存中删除。
6. 接收方可以把已接收的数据分组交付上层处理。

累计确认

这样，即使确认分组丢失，发送方也可能不必重传。

缺点：不能像发送方及时反映出接收方已经正确接收的信息。

误码
假设发送窗口内的数据序号为：5、6、7、0、1.
发送的时候5号数据出现误码。
接收方检测出误码后会将5号数据丢弃。此时接收窗口内数据编号为5，而接下来的6、7、0、1号数据与接收窗口内的序号不匹配，所以也会被丢弃。并对之前按序接收的最后一个数据分组进行确认（也就是确认4号及之前数据发送对了，发送的是ACK4），每丢弃一个数据分组，就发送一个ACK4.
发送方之前接收过ACK4，此时再接收，说明发送的数据误码了，就重传（5、6、7、0、1）。

如果WT超过取值范围，会出现什么情况
我们将WT取值为8，会发现：可能出现接收方无法分辨新旧分组的情况。（视频9:18-10:13 视频动图讲的很清晰）

GBN小结

一个练习：

解：

选择重传协议SR

工作原理：

收到0，1号数据，因为是正确且按序到达的，则接收窗口向前滑动：
收到3号数据，由于不是按序到达的，则不滑动。
只发送0、1、3号的确认分组。

发送方收到0、1、3号确认分组后，由于0、1是按序的，所以发送窗口向前滑动2格。
发送方可以把0、1号数据从缓存中删除，接收方可以把0、1号数据交付给上层处理。
由于4、5落入发送窗口中，所以4、5号数据也会发送出去。
发送方收到3号确认分组，由于它不按序，所以滑动窗口不会滑动。

接收方收到4、5号数据后，发送4、5的确认分组。
假设2号数据分组的超时重传计时器超时了，则会重传2号。

发送方收到4、5的确认分组，会标记，这样就不会超时重传。
发送方发送的2号到达接收方后，接收方发送一个2好确认分组，且此时接收窗口内的四个全都到达了，则接收窗口向后滑动4格。

发送方接收到2号数据分组的确认分组后，发送窗口向后移动4格。
然后又是新的4个数据的传输。

选择重传协议的发送窗口和接收窗口的尺寸问题

若发送窗口和接收窗口超过了他们的尺寸范围会发生什么
发送方发送0-4这5个数据，接收方收到后发送它们的确认分组，并且滑动窗口向后移动5格。

若0号的确认分组丢失了，发送方没有收到0号窗口的确认分组，则超时重传。
由于0号在接收方的接收窗口内，接收窗口会接受它。
但是，之前其实已经接收了0号数据了——也就是说：如果发送窗口和接收窗口的尺寸超过了取值范围，就会使接收方无法分辨新、旧数据分组，进而出现分组重复这种传输差错。

SR小结

一道相关题目：

解：
（竟然不用考虑3号帧）