可靠傳輸1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

第4講謝鈞教授網(wǎng)絡(luò)工程教研室可靠傳輸2課前思考題兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過一條雙向不可靠（可能出現(xiàn)比特差錯(cuò)、分組丟失）信道連接，請(qǐng)思考：如何保證接收方能正確接收到發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)（無差錯(cuò)、無丟失、不失序、不重復(fù)）？發(fā)送方接收方雙向不可靠信道在不可靠的信道上實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸為上層提供一條可靠的邏輯通道可靠傳輸3單向可靠信道3.1.5可靠傳輸可靠傳輸協(xié)議可靠傳輸協(xié)議上層用戶上層用戶雙向不可靠信道1.停止等待協(xié)議

(a)無差錯(cuò)情況A發(fā)送數(shù)據(jù)確認(rèn)B確認(rèn)確認(rèn)tt發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)AB(b)分組丟失tt發(fā)送數(shù)據(jù)可靠傳輸41.停止等待協(xié)議

(a)無差錯(cuò)情況A發(fā)送數(shù)據(jù)確認(rèn)B確認(rèn)確認(rèn)AB超時(shí)重傳確認(rèn)

(b)超時(shí)重傳tttt發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)可靠傳輸5超時(shí)計(jì)時(shí)器的重傳時(shí)間應(yīng)當(dāng)比數(shù)據(jù)在分組傳輸?shù)钠骄禃r(shí)間更長一些！(a)無差錯(cuò)情況A發(fā)送數(shù)據(jù)確認(rèn)B確認(rèn)確認(rèn)tt發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)AB(b)有差錯(cuò)情況tt發(fā)送數(shù)據(jù)1.停止等待協(xié)議

可靠傳輸6(a)無差錯(cuò)情況A發(fā)送數(shù)據(jù)確認(rèn)B確認(rèn)確認(rèn)tt發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)AB(b)有差錯(cuò)情況tt發(fā)送數(shù)據(jù)否認(rèn)重發(fā)數(shù)據(jù)1.停止等待協(xié)議

可靠傳輸7?可靠傳輸81.停止等待協(xié)議

確認(rèn)丟失A發(fā)送B確認(rèn)tt可靠傳輸91.停止等待協(xié)議

確認(rèn)丟失A發(fā)送B超時(shí)重傳收到重復(fù)的數(shù)據(jù)也是一種錯(cuò)誤！

確認(rèn)tt?要對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編號(hào)！1.停止等待協(xié)議

確認(rèn)丟失可靠傳輸10編號(hào)是可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧硪粋€(gè)基本機(jī)制！A發(fā)送M1B超時(shí)重傳M1發(fā)送M2丟棄重復(fù)的M1重傳確認(rèn)M1

確認(rèn)M1tt確認(rèn)分組有必要編號(hào)嗎？1.停止等待協(xié)議

確認(rèn)遲到（過早超時(shí)）可靠傳輸11A發(fā)送M1B超時(shí)重傳M1發(fā)送M2丟棄重復(fù)的M1重傳確認(rèn)M1

確認(rèn)M1tt需要編號(hào)指示確認(rèn)的分組可靠傳輸121.可靠傳輸?shù)臋C(jī)制確認(rèn)超時(shí)重傳差錯(cuò)檢測否認(rèn)重傳（一般不采用）編號(hào)（數(shù)據(jù)分組編號(hào)和確認(rèn)號(hào)）可靠傳輸13可靠傳輸?shù)哪Ｐ椭貍?、編?hào)、確認(rèn)都是由可靠傳輸協(xié)議實(shí)體實(shí)現(xiàn)的，上層用戶完全感覺不到！單向可靠信道可靠傳輸協(xié)議可靠傳輸協(xié)議上層用戶上層用戶雙向不可靠信道可靠傳輸14編號(hào)的長度由于數(shù)據(jù)鏈路層沒有分組失序的問題，通常采用1位編號(hào)的停止等待協(xié)議（交替使用0/1兩個(gè)編號(hào)）但在因特網(wǎng)的運(yùn)輸層，由于分組可能失序，需要較長位數(shù)的編號(hào)可靠傳輸15ARQ協(xié)議這種采用超時(shí)重傳機(jī)制的可靠傳輸協(xié)議常稱為自動(dòng)重傳請(qǐng)求ARQ(AutomaticRepeatreQuest)。ARQ表明重傳的請(qǐng)求是自動(dòng)進(jìn)行的。接收方不需要請(qǐng)求發(fā)送方重傳某個(gè)出錯(cuò)的分組?？煽總鬏?62.信道利用率可靠傳輸172.信道利用率例子:1Gb/s鏈路,15ms端到端傳播時(shí)延(距離大約3km),1000字節(jié)分組，忽略確認(rèn)報(bào)文長度停止等待協(xié)議的信道利用率僅為0.000267平均傳輸速率僅能達(dá)到267kb/s協(xié)議設(shè)計(jì)的好壞會(huì)嚴(yán)重影響資源的利用率！第3章數(shù)據(jù)鏈路層18連續(xù)ARQ:流水線傳輸發(fā)送方可連續(xù)發(fā)送多個(gè)分組，不必每發(fā)完一個(gè)分組就停頓下來等待對(duì)方的確認(rèn)。由于信道上一直有數(shù)據(jù)不間斷地傳送，這種傳輸方式可獲得很高的信道利用率。B分組ttAACK

連續(xù)不間斷發(fā)送數(shù)據(jù)可能導(dǎo)致接收方或網(wǎng)絡(luò)來不及處理。采用什么機(jī)制限制連續(xù)發(fā)送分組的數(shù)目？第3章數(shù)據(jù)鏈路層19滑動(dòng)窗口123456789101112(a)發(fā)送方維持發(fā)送窗口（發(fā)送窗口是5）發(fā)送窗口(b)收到一個(gè)確認(rèn)后發(fā)送窗口向前滑動(dòng)向前123456789101112發(fā)送窗口通過設(shè)置發(fā)送窗口來限制發(fā)送方的發(fā)送速率

發(fā)送窗口大小是已發(fā)送但還沒有收到確認(rèn)的最大分組數(shù)第3章數(shù)據(jù)鏈路層20滑動(dòng)窗口的作用發(fā)送方接收方時(shí)間

DATA0DATA1DATA2DATA3ACK0ACK1ACK2ACK3DATA4DATA5DATA6DATA7允許最多發(fā)送N個(gè)未收到ACK的分組，假設(shè)N為4第3章數(shù)據(jù)鏈路層213.Go-back-N（回退N）協(xié)議發(fā)送方接收方時(shí)間DATA0DATA1DATA2DATA3ACK0ACK1

ACK1,丟棄失序分組DATA4DATA5DATA2DATA3接收方只接收按序到達(dá)的分組！(接收窗口為1)×超時(shí)重傳DATA4DATA5ACK1,丟棄失序分組ACK1,丟棄失序分組累積確認(rèn)ACKn表示DATAn以及以前的分組都已正確接收第3章數(shù)據(jù)鏈路層22Go-back-N（回退N）協(xié)議如果發(fā)送方發(fā)送了前5個(gè)分組，而中間的第3個(gè)分組丟失了。這時(shí)接收方只能對(duì)前兩個(gè)分組發(fā)出確認(rèn)。發(fā)送方無法知道后面三個(gè)分組的下落，而只好把后面的三個(gè)分組都再重傳一次。這就叫做Go-back-N（回退N），表示需要再退回來重傳已發(fā)送過的N個(gè)分組。第3章數(shù)據(jù)鏈路層23Go-back-N（回退N）協(xié)議發(fā)送方接收方時(shí)間DATA0DATA1DATA2DATA3ACK0ACK1ACK2ACK3DATA4DATA5DATA6DATA7累積確認(rèn)ACKn表示，DATAn以及以前的分組都已正確接收×超時(shí)前收到ACK2,表示分組0,1,2都已正確接收第3章數(shù)據(jù)鏈路層244.選擇重傳SRGBN協(xié)議存在一個(gè)缺點(diǎn)：一個(gè)分組的差錯(cuò)可能引起大量分組的重傳，這些分組可能已經(jīng)被接收方正確接收了，但由于未按序到達(dá)而被丟棄?？稍O(shè)法只重傳出現(xiàn)差錯(cuò)的分組。但必須加大接收窗口，以便先收下失序到達(dá)但仍然處在接收窗口中的哪些分組，等到所缺分組收齊后再一并送交上層。這就是選擇重傳SR(SelectiveRepeat)協(xié)議。第3章數(shù)據(jù)鏈路層254.選擇重傳SR發(fā)送方DATA0接收方DATA1ttDATA2DATA3ACK0（交付DATA0）ACK1（交付DATA1）ACK3（緩存DATA3）DATA4DATA5DATA2ACK4（緩存DATA4）ACK5（緩存DATA5）重傳超時(shí)發(fā)送窗口：0~3發(fā)送窗口：1~4發(fā)送窗口：2~5窗口不變，記錄ACK3發(fā)送窗口：2~5窗口不變，記錄ACK4窗口不變，記錄ACK5發(fā)送窗口：6~9ACK2（交付DATA2~5）DATA6接收窗口：0~3接收窗口：1~4接收窗口：2~5窗口不變窗口不變窗口不變接收窗口：6~9DATA7DATA8DATA9第3章數(shù)據(jù)鏈路層26可靠傳輸?shù)哪Ｐ驮诓豢煽康男诺郎蠈?shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸為上層提供一條可靠的邏輯通道

上層的用戶能感覺到底層使用的是停止等待、GBN還是SR協(xié)議?

在數(shù)據(jù)鏈路層是不是一定要實(shí)現(xiàn)可靠傳輸服務(wù)?第3章數(shù)據(jù)鏈路層27數(shù)據(jù)鏈路層的可靠傳輸提供