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  • 停止等待协议和连续arq协议
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    2017-12-23 00:44:00

    协议:两台计算机通信时对传送信息内容的理解、信息表示形式以及各种情况下的应答信号都必须遵循的一个共同的约定。

     

    停止等待协议(数据链路层):

    工作原理:发送方每发送一帧就暂停,等待应答(ACK)到来。收方收到数据帧后发送应答(ACK)帧给发送方,发送方再发送下一个数据帧。

    问题解决:

    1. Data帧出错:收方用NAK应答。

    2. Data帧丢失:使用定时器,一定时间未收到ACK帧就重发。

    3. 收方收到重复的data帧:进行帧编号。

    缺点:数据每次发送都要等待应答帧的到来,效率较低。尤其是利用卫星进行通信的时候,卫星的传播延迟是270毫秒,每发一帧要用540毫秒。

     

    连续ARQ协议(数据链路层)ARQ(Automatic Repeat reQuest)--自动请求重发,又称GO-BACK-N

    特征:

    1. 一次可发多帧。

    2. 流水线发送和接收。

    工作原理:接收端只按序接收数据帧。虽然在有差错的2号帧之后接着又收到了正确的3个数据帧,但都必须将它们丢弃,因为这些帧的发送序号都不是所需的2号。结点A重传2号帧时, 以后的各帧也要全部进行重传。结点A在每发送完一个数据帧时都要设置超时定时器。在定时器超时(Timeout)后仍未收到确认帧,就要重发。在等待2#数据帧时,收到非2#,或出错的2#,有两种解决方法:一是收方发送应答帧“REJ 2#--拒收2#,要求发方重发2#数据帧;二是不发送应答帧。

     

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    一、停止等待协议
    停止等待”就是每发送完一个分组就停止发送,等待对方的确认。在收到确认后再发送下一个分组。
    全双工通信的双方既是发送方也是接收方。

    为了讨论问题的方便,我们仅考虑 A 发送数据,而 B 接收数据并发送确认。因此 A 叫做发送方,而 B 叫做接 收方。

    1. 无差错情况
    在这里插入图片描述
    2. 出现差错情况:

    • 在接收方 B 会出现两种情况:
      (1)B 接收 M1 时检测出了差错,就丢弃 M1,其他什么也不做(不通知 A 收到有差错的分组)。
      (2)M1 在传输过程中丢失了,这时 B 当然什么都不知道,也什么都不做。
    • 在这两种情况下,B 都不会发送任何信息。
    • 但A都必须重发分组,直到B正确接收为止,这样才能实现可靠通信。

    问题1:A如何知道 B 是否正确收到了 M1 呢?
    解决方法:超时重传
    A 为每一个已发送的分组都设置了一个超时计时器
    A 只要在超时计时器到期之前收到了相应的确认,就撤销该超时计时器,继续发送下一个分组 M2 。
    若A在超时计时器规定时间内没有收到B的确认,就认为分组错误或丢失,就重发该分组。

    问题2:若分组正确到达B,但B回送的确认丢失或延迟了,A未收到B的确认,会超时重发。B 可能会收到重复的 M1 。B如何知道收到了重复的分组,需要丢弃呢?
    解决方法:编号
    A为每一个发送的分组都进行编号。若B收到了编号相同的分组,则认为收到了重复分组,丢弃重复的分组,并回送确认。
    B为发送的确认也进行编号,指示该确认是对哪一个分组的确认。
    A根据确认及其编号,可以确定它是对哪一个分组的确认,避免重发发送。若为重复的确认,则将其丢弃。

    二、连续 ARQ 协议
    基本思想
    发送方一次可以发出多个分组。
    使用滑动窗口协议控制发送方和接收方所能发送和接收的分组的数量和编号。
    每收到一个确认,发送方就把发送窗口向前滑动
    接收方一般采用累积确认的方式。
    采用回退N(Go-Back-N)方法进行重传。

    学习自课件

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  • TCP协议总结--停止等待协议,连续ARQ协议,滑动窗口协议 Posted on 2015-09-16 16:27 杨博东的博客 阅读(4459) 评论(0) 编辑 收藏 </div> <div class="postbody"><div id="cnblogs_post_...

    TCP协议总结--停止等待协议,连续ARQ协议,滑动窗口协议

    Posted on 2015-09-16 16:27 杨博东的博客 阅读( 4459) 评论( 0) 编辑 收藏
    	</div>
    	<div class="postbody"><div id="cnblogs_post_body" class="blogpost-body">
        <div class="markdown_views"><p>前言:在学习tcp三次握手的过程之中,由于一直无法解释tcpdump命令抓的包中seq和ack的含义,就将tcp协议往深入的了解了一下,了解到了几个协议,做一个小结.</p>
    

    先来看看我的问题:
    这是用tcpdump命令抓的三次握手的包,可以看到seq和ack都比较大,我自己也无法解释原因.
    这里写图片描述
    这里写图片描述
    第二张是在同一过程中用Wireshark抓的包,其中seq和ack还比较正常,难道原因就是我不懂tcpdump命令中的数据?我的解释是Wireshark和tcpdump中抓的包,数据的显示方式可能不同,最后学长说可以用 -S 将tcp的序列号以绝对值形式输出,而不是相对值。转化了一下,第三次的ack就正常了.主要还是得知道seq和ack一样,都是字节序列号,一共4个字节,范围都是从[0,2^32 - 1].

    $ tcpdump -S port 80

    这里写图片描述

    一:停止等待协议
    停止等待协议是tcp保证传输可靠的重要途径,”停止等待”就是指发送完一个分组就停止发送,等待对方的确认,只有对方确认过,才发送下一个分组.

    1:无差错情况:发送方发送分组,接收方在规定时间内收到,并且回复确认.发送方再次发送……
    这里写图片描述
    2:超时重传有以下三种情况:
    (1)分组丢失:发送方发送分组,接收方没有收到分组,那么接收方不会发出确认,只要发送方过一段时间没有收到确认,就认为刚才的分组丢了,那么发送方就会再次发送.
    (2):确认丢失:发送方发送成功,接收方接收成功,确认分组也被发送,但是分组丢失,那么到了等待时间,发送方没有收到确认,又会发送分组过去,此时接收方前面已经收到了分组,那么此时接收方要做的事就是:丢弃分组,重新发送确认.
    (3):传送延迟:发送方发送成功,接收方接收成功,确认分组也被发送,没有丢失,但是由于传输太慢,等到了发送方设置的时间,发送方又会重新发送分组,此时接收方要做的事情:丢弃分组,重新发送确认. 发送方如果收到两个或者多个确认,就停止发送,丢弃其他确认.
    这里写图片描述

    停止等待协议的优点是简单,但是缺点是信道的利用率太低,一次发送一条消息,使得信道的大部分时间内都是空闲的,为了提高效率,我们采用流水线传输,这就与下面两个协议有关系了.

    二:连续ARQ协议和滑动窗口协议
    这两个协议主要解决的问题信道效率低和增大了吞吐量,以及控制流量的作用.

    • 连续ARQ协议:它是指发送方维护着一个窗口,这个窗口中不止一个分组,有好几个分组,窗口的大小是由接收方返回的win值决定的,所以窗口的大小是动态变化的,只要在窗口中的分组都可以被发送,这就使得TCP一次不是只发送一个分组了,从而大大提高了信道的利用率.并且它采用累积确认的方式,对于按序到达的最后一个分组发送确认.
    • 滑动窗口协议:之所以叫滑动窗口协议,是因为窗口是不断向前走的,该协议允许发送方在停止并等待确认前发送多个数据分组。由于发送方不必每发一个分组就停下来等待确认,因此该协议可以加速数据的传输,还可以控制流量的问题.
    • 累积确认:如果发送方发送了5个分组,接收方只收到了1,2,4,5,没有收到3分组,那么我的确认信息只会说我期望下一个收到的分组是第三个,此时发送方会将3,4,5,全部重发一次,当通信质量不是很好的时候,连续ARQ还是会带来负面影响.
        <div style="padding-top:20px">         
            <p style="font-size:12px;">版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。</p>
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  • 本文讲解了计算机网络中如何实现可靠传输的工作协议

    本文讲解了计算机网络中如何实现可靠传输的工作协议

    一、可靠传输

    我们首先要知道,什么是可靠传输。
    可靠传输是指,在传输过程中,要保证数据传输的可靠性,包括帧丢失重传的解决。

    最简单的可靠传输方法: 停止等待协议
    在这里插入图片描述
    简单来说就是:

    • 我给你写了一封信,寄出去(存在丢失的可能),只有确认你收到回信我才继续写信
    • 你收到信,寄给我一封“已收到”(存在丢失的可能
    • 如果我收到“已收到”,则继续邮寄下一封信
    • 如果出现我寄出的信丢失,有两种方法进行确定,一是超时后,你邮寄给我“未收到”的信,我进行重发;二是我规定一个时间没收到你的回信我就重发。

    可以看出,这种方法效率非常低下,但是可靠性确实是得到了保证,接下来我们需要对其加以改善,如果网络这样的话,太慢了。

    二、流水线传输

    在计算机组成原理中我们学到过,指令的执行可以使用流水线来提高CPU利用率,这里我们也可以利用流水线思想提高计算机网络的利用率。
    在这里插入图片描述
    对于可靠性的问题,就要看下面的协议进行解决了。

    三、连续ARQ协议 / GBN协议

    3.1 实现原理

    和流水线一样,发送方可以连续发送数据,出现错误的话,返回出错的地方重新发送出错之后的所有帧(回退N帧)。

    采用否认帧的方式:
    在这里插入图片描述
    采用超时重传的方式:

    在这里插入图片描述

    3.2 GBN缺陷

    1. 回退N帧效率低下,很多帧需要重传
    2. 需要对帧进行编号,进一步加大系统开销

    四、滑动窗口

    以上三种方法,都有一个共同点,就是发送方可以传输一个或多个数据,但是接收方只能接收一个帧。

    针对这种情况,可以进行进一步优化:在发送方和接收方都维持一个窗口。

    • 发送方:维持一个固定长度的窗口,只有收到一个最左边的确认帧才对窗口进行右移。
    • 接收端:收到数据帧的发送序号落入接收窗口内, 才允许将该数据帧收下,否则一律丢弃。

    在这里插入图片描述
    特点:

    1. 如果接收窗口大小是1,则退回了GBN协议。
    2. 如果接收窗口和发送窗口大小都是1,则退回了停止等待协议。
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