2017-02-11 构造可靠数据传输协议、滑动窗口协议、比特交替协议、回退N步协议、选择重传协议

2017-02-11构造可靠数据传输协议、滑动窗口协议、比特交替协议、回退N步协议、选择重传协议

1：冗余数据分组（duplicate data packet）、2：倒计数定时器（countdown timer）、3：比特交替协议（alternating－bit protocol）、4：回退N步（Go－Back－N，GBN）、5：N常被称为窗口长度（window size）、6：滑动窗口协议（sliding－window
protocol）

3.4.1：传输层－》可靠数据传输原理－》构造可靠数据传输协议－》经具有比特差错的丢包信道的可靠数据传输：rdt 3.0

    我们让发送方负责监测和恢复丢包工作

    冗余数据分组（duplicate data packet）

    倒计数定时器（countdown timer）

    因为分组序号在0和1之间交替，因此rdt3.0有时被称为比特交替协议（alternating－bit protocol）



3.4.2 流水线可靠数据传输协议－回退N步（Go－Back－N，GBN）

    基序号（base）定义为最早的未确认分组的序号。

    下一个序号（nextseqnum）定义为最小的未使用序号，即下一个代发分组的序号。

        则[0，base－1]为已经发送并且确认的分组

        [base，nextseqnum－1]已经发送但是没有确认的分组

        [nextseqnum，base＋N－1]能用于那些要被立即发送的分组大于或等于base＋N的序号是不能使用的，直到当前流水线中未被确认的分组得到确认为止。



    N常被称为窗口长度（window size）

    GBN协议也常被称为滑动窗口协议（sliding－window protocol）

    序号空间可被看作是一个长度为2的k次方的环，其中序号2的k次方减1紧接着序号0，TCP有一个32比特的序号字段，其中的TCP序号是按字节流中的字节进行计数的，而不是按分组计数。





3.4.4 选择重传



    SR发送方的事件与动作

        1.从上层收到数据。当从上层接收到数据后，SR发送方检查下一个可用于该分组的序号。如果序号位于发送方的窗口内，则将数据打包并发送；否则就像在GBN中一样，要么将数据缓存，要么将其返回给上层以便以后传输。

        2:超时。定时器再次被用来防止丢失分组。然后，每个分组必须拥有其自己的逻辑定时器，因为超时发生后只能发送一个分组。可以使用单个硬件定时器模拟多个逻辑定时器的操作。

        3.收到ACK。如果收到ACK，倘若该分组序号在窗口内，则SR发送方将那个被确认的分组标记为已接收。如果该分组的序号等于send_base，则窗口基序号向前移动到具有最小序号的未确认分组处。如果窗口移动了并且有序号落在窗口内的未发送分组，则发送这些分组。

    SR接收方的事件与动作

        1.序号在［rcv_base，rcv_base+N-1]内的分组被正确接收。在此情况下，收到的分组落在接收方的窗口内，一个选择ACK被回送给发送方。如果该分组以前没收到过，则缓存该分组。如果该分组的序号等于接收窗口的基序号，则该分组以及以前缓存的序号连续的分组交付给上层。然后，接收窗口按向前移动分组的编号向上交付这些分组。

        2.序号在［rcv_base-N,rcv_base-1]内的分组被正确收到。在此情况下，必须产生一个ACK，即使该分组是接收方以前已确认过的分组。

        3.其他情况。或略该分组。

        其中上述的2是非常重要的，对于哪些分组已经被正确接收，哪些没有，发送方和接收方并不总是能看到相同的结果。对SR协议而言，这就意味着发送方和接收方的窗口并不总是一致。

    由于序号可以被重复使用，知道发送方“确信”任何先前发送的序号为x的分组都不在网络中为止。通过假定一个分组在网络中“存活”时间不会超过某个固定最大时间量来做到这一点。

    窗口长度必须小于或等于序号空间大小的一半，否则可能发生这种情况，某个分组不能确认是重传还是初次传输。

可靠数据传输机制及其用途的总结

    检验和：用于检测在一个传输分组中的比特错误

    定时器：用于超时／重传一个分组，可能因为该分组（或其ACK）在信道中丢失了。由于当一个分组延时但未丢失（过早超时），或当一个分组已经被接收方收到但从接收方到发送方的ACK丢失时，可能产生超时事件，所以接收方可能会收到一个分组的多个冗余副本。

    序号：用于为从发送方流向接收方的数据分组按顺序编号。所接收分组的序号空间的空隙可使接收方检测出丢失的分组。具有相同序号的分组可使接收方检测出一个分组的冗余副本。

    确认：接收方用于告诉发送方一个分组或一组分组已经被正确滴接收到了。确认报文通常携带着被确认的分组或多个分组的序号。确认可以是逐个的或累积的，着取决于协议。

    否定确认：接收方用于告诉发送方某个分组未被正确地接收。否定确认报文通常携带着未被正确接收到分组的序号。

    窗口、流水线：发送方也许被限制仅发送那些序号落在一个指定范围内的分组。通过允许一次发送多个分组但未被确认，发送方的利用率可以在停等操作模式的基础上得到增加。我们很快会看到，窗口长度可根据接收方接收的缓存报文的能力、网络中的拥塞程度或两者情况来进行设置。