【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? 在發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，不是停下來(lái)等待確認(rèn)幀，而是可以連續(xù)再發(fā)送若干個(gè)數(shù)據(jù)幀。 ? 如果這時(shí)收到了接收端發(fā)來(lái)的確認(rèn)幀，那么還可以接著發(fā)送數(shù)據(jù)幀。 ? 若收到對(duì)其中某一幀的否認(rèn)幀，則從該幀開(kāi)始的后繼幀全部重發(fā)。 ? 由于減少了等待時(shí)間，整個(gè)通信的吞吐量就提高了。 連續(xù) ARQ 協(xié)議的工作原理 ACK1 確認(rèn) DATA0 ACK2 確認(rèn) DATA1 DATA2 出錯(cuò)， 丟棄 DATA3 不按序， 丟棄 ， 重傳 ACK2 DATA4 不按序， 丟棄 ， 重傳 ACK2 DATA5 不按序， 丟棄 ， 重傳 ACK2 ACK3 確認(rèn) DATA2 ACK4 確認(rèn) DATA3 超 時(shí) 重 傳 時(shí) 間 A B tout 送交主機(jī) 送交主機(jī) … ? 需要注意 (1) 接收端 只按序接收 數(shù)據(jù)幀。雖然在有差錯(cuò)的 2號(hào)幀之后接著又收到了正確的 3 個(gè)數(shù)據(jù)幀，但接收端都必須將這些幀丟棄，因?yàn)樵谶@些幀前面有一個(gè) 2 號(hào)幀還沒(méi)有收到。 (2) ACK1 表示確認(rèn) 0 號(hào)幀 DATA0，并期望下次收到 1 號(hào)幀； ACK2 表示確認(rèn) 1 號(hào)幀 DATA1，并期望下次收到 2號(hào)幀。依此類推。 ? 需要注意 (3) 結(jié)點(diǎn) A 在每發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)都要設(shè)置該幀的 超時(shí)計(jì)時(shí)器 。如果在所設(shè)置的超時(shí)時(shí)間內(nèi)收到確認(rèn)幀，就立即將超時(shí)計(jì)時(shí)器清零。但若在所設(shè)置的超時(shí)時(shí)間到了而未收到確認(rèn)幀，就要重傳相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀。 在等不到 2 號(hào)幀的確認(rèn)而重傳 2 號(hào)數(shù)據(jù)幀時(shí)，雖然結(jié)點(diǎn) A 已經(jīng)發(fā)完了 5 號(hào)幀，但仍必須向回走，將 2號(hào)幀及其以后的各幀全部進(jìn)行重傳。連續(xù) ARQ 又稱為 GobackN ARQ（又稱回退 N式 ARQ協(xié)議） ，意思是當(dāng)出現(xiàn)差錯(cuò)必須重傳時(shí)，要向回走 N 個(gè)幀，然后再開(kāi)始重傳。 ?連續(xù) ARQ協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn) 連續(xù) ARQ協(xié)議一方面因連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)幀而提高了效率，另一方面，在重傳時(shí)又必須把原來(lái)已正確傳送過(guò)的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行重傳，這種做法又使傳送效率降低。 若傳輸信道的傳輸質(zhì)量很差因而誤碼率較大時(shí)，連續(xù)ARQ協(xié)議不一定優(yōu)于停止等待協(xié)議。 連續(xù) ARQ 協(xié)議的吞吐量 )1(/])1(1[)1(1ppattippttifTifav ??????? ???? 在連續(xù) ARQ協(xié)議的情況下，正確傳送一個(gè)數(shù)據(jù)幀所需的平均時(shí)間是： ? 吞吐量的最大值是： ?max = 1/tav = (1 ? p) / tT[1+（ ? –1) p] ? 而歸一化的吞吐量為： ? = ?tf ? (1 ? p) / [1+（ ? –1) p] ? 可見(jiàn)，當(dāng) ?等于 1時(shí)，停止等待 ARQ與連續(xù) ARQ性能相同。 連續(xù) ARQ 協(xié)議的吞吐量 ? 例：若數(shù)據(jù)幀的差錯(cuò)率 p=，而參數(shù) ? =4，則對(duì)于停止等待協(xié)議， ? ≤，但對(duì)于連續(xù) ARQ協(xié)議， ? ≤。故即使在數(shù)據(jù)幀的差錯(cuò)率高達(dá) ，連續(xù) ARQ的效率也比停止等待協(xié)議的高。 注意： 停止等待協(xié)議 歸一化吞吐量 ? ? (1 ? p) / ? 連續(xù) ARQ協(xié)議 歸一化吞吐量 ? ? (1 ? p) / [1+（ ? –1) p] 滑動(dòng)窗口的概念 在連續(xù) ARQ協(xié)議中，應(yīng)當(dāng)將已發(fā)送出去但未被確認(rèn)的數(shù)據(jù)幀的數(shù)目加發(fā)限制。 ? 發(fā)送端和接收端分別設(shè)定發(fā)送窗口和接收窗口 。 ? 發(fā)送窗口 用來(lái)對(duì)發(fā)送端進(jìn)行流量控制。 ? 發(fā)送窗口的大小 WT 代表在還沒(méi)有收到對(duì)方確認(rèn)信息的情況下發(fā)送端最多可以發(fā)送多少個(gè)數(shù)據(jù)幀。 ? 接收窗口 用來(lái)控制接收端可以接收哪些數(shù)據(jù)幀。只有發(fā)送序號(hào)落入接收窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)幀才可以收下。 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 發(fā)送窗口 WT 不允許發(fā)送這些幀 允許發(fā)送 5 個(gè)幀 (a) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 不允許發(fā)送這些幀 還允許發(fā)送 4 個(gè)幀 WT 已發(fā)送 (b) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 不允許發(fā)送這些幀 WT 已發(fā)送 (c) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 不允許發(fā)送這些幀 還允許發(fā)送 3 個(gè)幀 WT 已發(fā)送 已發(fā)送 并已收到確認(rèn) (d) ?當(dāng)發(fā)送出數(shù)據(jù)時(shí)，滑動(dòng)窗口從左邊開(kāi)始收縮； ?當(dāng)收到確認(rèn)時(shí)，滑動(dòng)窗口向右擴(kuò)展。 ?接收端設(shè)置接收窗口 ? 在接收端只有當(dāng)收到的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送序號(hào)落入接收窗口內(nèi)才允許將該數(shù)據(jù)幀收下。 ? 若接收到的數(shù)據(jù)幀落在接收窗口之外，則一律將其丟棄。 ? 在連續(xù) ARQ 協(xié)議中，接收窗口的大小 WR = 1。 ? 只有當(dāng)收到的幀的序號(hào)與接收窗口一致時(shí)才能接收該幀。否則，就丟棄它。 ? 每收到一個(gè)序號(hào)正確的幀，接收窗口就向前（即向右方）滑動(dòng)一個(gè)幀的位置。同時(shí)發(fā)送對(duì)該幀的確認(rèn)。 不允許接收這些幀 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 WR 準(zhǔn)備接收 0 號(hào)幀 (a) 不允許接收這些幀 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 WR 準(zhǔn)備接收 1 號(hào)幀 已收到 (b) 不允許接收這些幀 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 WR 準(zhǔn)備接收 4 號(hào)幀 已收到 (c) ? 滑動(dòng)窗口的重要特性 ? 只有在接收窗口向前滑動(dòng)時(shí)（與此同時(shí)也發(fā)送了確認(rèn)），發(fā)送窗口才有可能向前滑動(dòng)。 ? 收發(fā)兩端的窗口按照以上規(guī)律不斷地向前滑動(dòng)，因此這種協(xié)議又稱為 滑動(dòng)窗口協(xié)議 。 ? 當(dāng)發(fā)送窗口和接收窗口的大小都等于 1時(shí)，就是停止等待協(xié)議。 ?發(fā)送窗口的最大值 ? 當(dāng)用 n 個(gè)比特進(jìn)行編號(hào)時(shí)，若接收窗口的大小為 1，則只有在發(fā)送窗口的大小 WT ? 2n ? 1時(shí)，連續(xù) ARQ 協(xié)議才能正確運(yùn)行。 ? 例如，當(dāng)采用 3 bit 編碼時(shí)，發(fā)送窗口的最大值是 7 而不是 8。 ?發(fā)送窗口的最大值 ? 顯然 WT內(nèi)不可能有重復(fù)編號(hào)的幀，所以 WT≤2n。設(shè)WT=2n； ? 注意以下情況： ? 發(fā)送窗口：只有當(dāng)收到對(duì)一個(gè)幀的確認(rèn)，才會(huì)向前滑動(dòng)一個(gè)幀的位置； ? 接收窗口：只有收到一個(gè)序號(hào)正確的幀，才會(huì)向前滑動(dòng)一個(gè)幀的位置，且同時(shí)向發(fā)送端發(fā)送對(duì)該幀的確認(rèn)。 ? 顯然只有接收窗口向前滑動(dòng)時(shí)，發(fā)送端口才有可能向前滑動(dòng)。發(fā)送端若沒(méi)有收到該確認(rèn)，發(fā)送窗口就不能滑動(dòng)。 ?發(fā)送窗口的最大值 ? 取 n=3?？紤]當(dāng)接收窗口位于 0時(shí)，發(fā)送窗口的兩個(gè)極端狀態(tài)。 ? 狀態(tài) 1： 全部確認(rèn)幀收到 發(fā)送窗口： 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 接收窗口： 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 ? 狀態(tài) 2： 全部確認(rèn)幀都沒(méi)收到 發(fā)送窗口： 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 接收窗口： 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 ? 可見(jiàn)在狀態(tài) 2下，接收過(guò)程前移窗口后有效序列號(hào)的新范圍和發(fā)送窗口的舊范圍之間有重疊，致使接收端無(wú)法區(qū)分是重復(fù)幀還是新幀。為使舊發(fā)送窗口和新接收窗口之間序列號(hào)不發(fā)生重疊，所以 WT≤2n1。 信道利用率與最佳幀長(zhǎng) ? 由于每個(gè)數(shù)據(jù)幀都必須包括一定的控制信息 (如幀的序號(hào)、地址、同步信息以及其他的一些控制信息 )，所以即使連續(xù)不停地發(fā)送數(shù)據(jù)幀，信道利用率 (即扣除全部的控制信息后的數(shù)據(jù)率與信道容量之比 )也不可能達(dá)到 100 %。 ? 當(dāng)出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí) (這是不可避免的 )，數(shù)據(jù)幀的不斷重傳將進(jìn)一步使信道利用率降低。 信道利用率與最佳幀長(zhǎng) ? 若數(shù)據(jù)幀的幀長(zhǎng)取得很短，那么控制信息在每一幀中所占的比例就增大，因而額外開(kāi)銷(xiāo)增大，這就導(dǎo)致信道利用率的下降。 ? 若幀長(zhǎng)取得太長(zhǎng)，則數(shù)據(jù)幀在傳輸過(guò)程中出錯(cuò)的概率就增大，于是重傳次數(shù)將增大，這也會(huì)使信道利用率下降。 ? 由此可見(jiàn)，存在一個(gè)最佳幀長(zhǎng)，在此幀長(zhǎng)下信道的利用率最高。 選擇重傳 ARQ 協(xié)議 ? 可加大接收窗口，先收下發(fā)送序號(hào)不連續(xù)但仍處在接收窗口中的那些數(shù)據(jù)幀。等到所缺序號(hào)的數(shù)據(jù)幀收到后再一并送交主機(jī)。 ? 選擇重傳 ARQ 協(xié)議可避免重復(fù)傳送那些本來(lái)已經(jīng)正確到達(dá)接收端的數(shù)據(jù)幀。 ? 但我們付出的代價(jià)是在接收端要設(shè)置具有相當(dāng)容量的緩存空間。 ? 對(duì)于選擇重傳 ARQ 協(xié)議，若用 n 比特進(jìn)行編號(hào)，則接收窗口的最大值受下式的約束。 WR ? 2n/2 面向比特的鏈路層協(xié)議 HDLC 由于對(duì)控制方法影響較大的是傳輸信息的基本單位，因此鏈路控制規(guī)程有 面向字符的控制規(guī)程 和 面向比特的控制規(guī)程 。面向字符的控制規(guī)程把數(shù)據(jù)和控制信息都看作是字符，面向比特的控制規(guī)程把數(shù)據(jù)及控制信息都看作是位的組合。 ? 數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程分類 ? 面向字符型 在這類規(guī)程中，用字符編碼集中的幾個(gè)特定字符來(lái)控制鏈路的操作，監(jiān)視鏈路的工作狀態(tài)，例如，采用