流量控制与滑动窗口机制

## 停止-等待协议(S-W)

1. 滑动窗口机制 -> $W_T=1, W_R=1$
2. 确认机制 -> 确认帧ACK_i
3. 重传机制 -> 超时重传
4. 帧编号 -> 1bit给帧编号; $W_T+W_R ≤ 2^{1}$ 数据帧传输的多种情况
   1. 正常传输
   2. 数据帧丢失
   3. 确认帧丢失 -> 接收方窗口滑动后接收上一帧, 重发确认帧
   4. 数据帧有误 -> 接收方直接丢弃, 不返回确认帧

注意发送方接收正确确认帧时滑动窗口, 接收方接收正确数据帧时滑动窗口

后退N帧协议(GBN)

1. 滑动窗口机制 -> $W_T>1, W_R=1$
2. 确认机制 -> 确认帧
3. 重传机制 -> 超时重传
4. 帧编号 -> nbit给帧编号; $W_T+W_R ≤ 2^{n}$
5. 特殊规则 -> 确认帧 -> 接收方可以只返回最后一个帧的确认帧ACK_i(ACK_i表示已接收i号帧及其之前的所有帧; 可以不是发送方滑动窗口的尾帧, 此时便是发送方的滑动窗口少前进n帧再发一遍) 超时重传 -> 发送方超时未收到ACK_i, 则重传i号帧, 及其之后的所有帧; 可能该帧”非法”, 此时接收方会再发合适的ACK_i

如果不满足$W_T+W_R ≤ 2^{n}$, 显然数据帧在超时重传时可能直接少一组错位; 满足改条件的确认帧超时, 重传一定落在窗口外

选择重传协议(SR)

1. 滑动窗口机制 -> $W_T>1, W_R>1$
2. 确认机制 -> 确认帧ACK_i, 且不支持累计确认
3. 重传机制 -> 超时重传, 否认帧后立即重传
4. 帧编号 -> nbit给帧编号; $W_T+W_R ≤ 2^{n}$
5. 特殊规则 -> 否认帧NAK_i -> 检测出i号帧有差错, 需要丢弃该帧, 并返回否认帧NAK_i 请求重传 -> 收到NAK_i后重传i号帧 要求$W_R≤W_T$, 接收窗口小于发送窗口

三种协议的信道利用率

1. S-W协议中, 理想情况下信道利用率为$U=\frac{T_{D}}{T_{D}+RTT+T_{A}}$
2. GBN,SR两种协议, 理想情况下信道利用率为$U=\frac{N ⋅ T}{TD+RTT+TA}$

信道利用率最大为1, 但是公式2计算可能大于1; 信道利用率的意义其实是实际传输速率和理想传输速率的比值

协议的特点

1. S-W协议不属于滑动窗口协议; 滑动窗口协议 -> 任意时刻, 发送方维护一组连续的, 允许发送的帧序号, 成为发送窗口
2. ACK -> ACKnowledge for frame; NAK -> Negative AKnowledge for frame
3. ARQ协议,Automatic Repeat Request,自动重传请求, 包括以上三种; 如果是连续ARQ协议就是指的后两者
4. $W_R=1$时, 接收方接收到帧后才允许接受下一帧, 能保证帧的有序接收
5. 在数据链路层的滑动窗口协议中, 窗口大小在传输过程中是固定的(区别与传输层)

可靠传输机制

1. 确认机制
2. 超时重传机制

总结

1. 在求最值时, 列出式子再看正负相关关系 -> 比如, 数据帧长不定时, 信道利用率与数据帧长成正比, 那么在最高的信道利用率情况下, 求帧编号位数就需要按照最小的数据帧长来算
2. 需要注意有没有确认帧长
3. 由于在相同的帧序号位数下, 滑动窗口协议中SR较GBN协议发送窗口小, N小, 则信道利用率上限也小