一、流量控制与可靠传输机制

（一）数据链路层的流量控制

• 较高的发送速度和较低的接收能力的不匹配，会造成传输出错，因此流量控制也是数据链路层的一项重要工作。
• 数据链路层的流量控制是点对点的，而传输层的流量控制是端到端的。
• 数据链路层流量控制手段：接收方收不下就不回复确认。
• 传输层流量控制手段：接收端给发送端一个窗口公告。

（二）流量控制的方法

• 停止—等待协议：发送窗口大小=1，接收窗口大小=1；
• 后退N帧协议（GBN）：发送窗口大小>1，接收窗口大小=1；
• 选择重传协议（SR）：发送窗口大小>1，接收窗口大小>1；

（三）可靠传输、滑动窗口、流量控制

二、停止-等待协议

（一）概念

• 1.为什么要有停止-等待协议?
  ①、除了比特出差错，底层信道还会出现丢包问题。【丢包：物理线路故障、设备故障、病毒攻击、路由信息错误等原因，会导致数据包的丢失。】
  ②、为了实现流量控制。
• 2.研究停等协议的前提?
  虽然现在常用全双工通信方式，但为了讨论问题方便，仅考虑一方发送数据（发送方），一方接收数据（接收方）。
  因为是在讨论可靠传输的原理，所以并不考虑数据是在哪一个层次上传送的。
  “停止-等待”就是每发送完一个分组就停止发送，等待对方确认，在收到确认后再发送下一个分组。
• 3.停等协议有几种应用情况？无差错情况&有差错情况

（二）停等协议——无差错情况

（三）停等协议——有差错情况

1.数据帧丢失或检测到帧出错

2.ACK（确认帧）丢失

3.ACK（确认帧）迟到

4.停等协议性能分析

5. 信道利用率

（四）后退N帧协议（GBN）

1. 停等协议的弊端

2. 后退N帧协议中的滑动窗口

3. GBN发送方必须响应的三件事

• 1.上层的调用
  上层要发送数据时，发送方先检查发送窗口是否已满，如果未满，则产生一个帧并将其发送；如果窗口已满，发送方只需将数据返回给上层，暗示上层窗口已满。上层等一会再发送。（实际实现中，发送方可以缓存这些数据，窗口不满时再发送帧）。
• 2.收到了一个ACK
  GBN协议中，对n号帧的确认采用累积确认的方式，标明接收方已经收到n号帧和它之前的全部帧。
• 3.超时事件
  协议的名字为后退N帧/回退N帧，来源于出现丢失和时延过长帧时发送方的行为。就像在停等协议中一样，定时器将再次用于恢复数据帧或确认帧的丢失。如果出现超时，发送方重传所有已发送但未被确认的帧。

4. GBN接收方要做的事

5. 滑动窗口长度

• 若采用n个比特对帧编号，那么发送窗口的尺寸WT 应满足：1≤ W_T≤2ⁿ-1。因为发送窗口尺寸过大，就会使得接收方无法区别新帧和旧帧。

6. GBN协议重点总结

7. 习题

（1）习题1

• 数据链路层采用了后退N帧（GBN）协议，发送方已经发送了编号为0～7的帧。当计时器超时时，若发送方只收到0、2、3号帧的确认，则发送方需要重发的帧数是（C）。【重新发送4、5、6、7帧】
  A.2 B.3 C.4 D.5

（2）习题2

• 主机甲与主机乙之间使用后退N帧协议（GBN）传输数据，甲的发送窗口尺寸为1000，数据帧长为1000字节，信道带宽为100Mb/s，乙每收到一个数据帧立即利用一个短帧（忽略其传输延迟）进行确认，若甲、乙之间的单向传播时延是50ms，则甲可以达到的最大平均数据传输率约为（ C）。
  A．10Mb/s B．20Mb/s C．80Mb/s D．100Mb/s
• 甲的发送延迟：(1000 * 1000 * 8b)/100 * 10⁶b/s = 80ms；
• 2 * 50ms【传播延迟】 + (1000 * 8b)/100 * 10⁶b/s【第一个帧的传送时长】 = 100.08ms【从发送第一个帧到收到确认帧的时间】
• (1000 * 1000 * 8)/100.08 = 80Mb/s

8. GBN协议性能分析

• 因连续发送数据帧而提高了信道利用率
• 在重传时必须把原来已经正确传送的数据帧重传，是传送效率降低。
  【选择重传协议】

（五）选择重传协议（Selective Repeat）

1. 选择重传协议中的滑动窗口

2. SR发送方必须响应的三件事

• 1.上层的调用
  从上层收到数据后，SR发送方检查下一个可用于该帧的序号，如果序号位于发送窗口内，则发送数据帧；否则就像GBN一样，要么将数据缓存，要么返回给上层之后再传输。
• 2.收到了一个ACK
  如果收到ACK，加入该帧序号在窗口内，则SR发送方将那个被确认的帧标记为已接收。如果该帧序号是窗口的下界（最左边第一个窗口对应的序号），则窗口向前移动到具有最小序号的未确认帧处。如果窗口移动了并且有序号在窗口内的未发送帧，则发送这些帧。
  
• 3.超时事件
  每个帧都有自己的定时器，一个超时事件发生后只重传一个帧。

3. SR接收方要做的事

• 来者不拒(窗口内的帧)
• SR接收方将确认一个正确接收的帧而不管其是否按序。失序的帧将被缓存，并返回给发送方一个该帧的确认帧【收谁确认谁】，直到所有帧（即序号更小的帧）皆被收到为止，这时才可以将一批帧按序交付给上层，然后向前移动滑动窗口。
  
• 如果收到； 窗口序号外（小于窗口下界）的帧，就返回一个ACK。
• 其他情况，就忽略该帧。
  

4. 滑动窗口长度

5. SR协议重点总结

• 1、对数据帧逐一确认,收一个确认一个
• 2、只重传出错帧
• 3、接收方有缓存
• 4、W_Tmax = W_Rmax = 2^n-1

6. 习题

• 数据链路层采用了选择重传（SR）协议，发送方已经发送了编号为0～3的帧。现已收到1号帧的确认，而0、2号帧依次超时，则发送方需要重传的帧数是（A）。【重新发送0、2号帧】
  A．2 B．3 C．4 D．5

最后

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