ch3-數(shù)據(jù)鏈路層(編輯修改稿)
2025-08-31 08:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (3) 收到一個數(shù)據(jù)幀； 若 N(S) = V(R)，則執(zhí)行 (4)； 否則丟棄此數(shù)據(jù)幀，然后轉(zhuǎn)到 (6)。 (4) 將收到的數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)部分送交上層軟件 （也就是數(shù)據(jù)鏈路層模型中的主機）。 (5) V(R)←[1 ? V(R)]。 (6) n←V(R) ； 發(fā)送確認(rèn)幀 ACKn，轉(zhuǎn)到 (2)。 停止等待協(xié)議的要點 ? 只有收到序號正確的確認(rèn)幀 ACKn 后 ， 才更新發(fā)送狀態(tài)變量 V(S)一次 ， 并發(fā)送新的數(shù)據(jù)幀 。 ? 接收端接收到數(shù)據(jù)幀時 ， 就要將發(fā)送序號 N(S) 與本地的接收狀態(tài)變量 V(R) 相比較 。 ? 若二者相等就表明是 新的數(shù)據(jù)幀 ， 就收下 ， 并發(fā)送確認(rèn) 。 ? 否則為 重復(fù)幀 ， 就必須丟棄 。 但這時 仍須向發(fā)送端發(fā)送確認(rèn)幀 ACKn， 而接收狀態(tài)變量 V(R) 和確認(rèn)序號 n 都不變 。 停止等待協(xié)議的要點（續(xù)） ? 連續(xù)出現(xiàn)相同發(fā)送序號的數(shù)據(jù)幀 ， 表明發(fā)送端進(jìn)行了 超時重傳 。 連續(xù)出現(xiàn)相同序號的確認(rèn)幀 ， 表明接收端收到了 重復(fù)幀 。 ? 發(fā)送端在發(fā)送完數(shù)據(jù)幀時 ， 必須在其發(fā)送緩存中暫時保留這個數(shù)據(jù)幀的 副本 。這樣才能在出差錯時進(jìn)行重傳 。 只有確認(rèn)對方已經(jīng)收到這個數(shù)據(jù)幀時 ， 才可以清除這個副本 。 停止等待協(xié)議的要點（續(xù)） ? 實用的 CRC 檢驗器都是用 硬件 完成的 。 ? CRC 檢驗器能夠自動丟棄檢測到的出錯幀 。 因此所謂的 “ 丟棄出錯幀 ” ， 對上層軟件或用戶來說都是 感覺不到 的 。 ? 發(fā)送端對出錯的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行重傳是自動進(jìn)行的 ， 因而這種差錯控制體制常簡稱為 ARQ (Automatic Repeat reQuest)，直譯是 自動重傳請求 ， 但意思是 自動請求重傳 。 停止等待協(xié)議的定量分析 ? 設(shè) tf 是一個數(shù)據(jù)幀的 發(fā)送時間 ，且數(shù)據(jù)幀的長度是固定不變的。顯然，數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時間 tf 是數(shù)據(jù)幀的長度 lf (bit)與數(shù)據(jù)的發(fā)送速率 C (bit/s)之比，即 tf = lf /C = lf /C (s) （ 31） ? 發(fā)送時間 tf 也就是數(shù)據(jù)幀的 發(fā)送時延 。 ? 數(shù)據(jù)幀沿鏈路傳到結(jié)點 B還要經(jīng)歷一個 傳播時延 tp。 ? 結(jié)點 B 收到數(shù)據(jù)幀要花費時間進(jìn)行處理，此時間稱為處理時間 tpr，發(fā)送確認(rèn)幀 ACK 的發(fā)送時間為 ta。 停止等待協(xié)議中數(shù)據(jù)幀和確認(rèn)幀的發(fā)送時間關(guān)系 A B DATA DATA ACK 傳播時延 tp 處理時間 tpr 確認(rèn)幀發(fā)送時間 ta 傳播時延 tp 處理時間 tpr tT 時間 兩個成功發(fā)送的 數(shù)據(jù)幀之間的 最小時間間隔 數(shù)據(jù)幀的 發(fā)送時間 tf 設(shè)置的 重傳時間 tout 重傳時間 ? 重傳時間的作用是：數(shù)據(jù)幀發(fā)送完畢后若經(jīng)過了這樣長的時間還沒有收到確認(rèn)幀 ， 就重傳這個數(shù)據(jù)幀 。 ? 為方便起見，我們設(shè)重傳時間為 tout = tp + tpr+ ta + tp + tpr (32) ? 設(shè)上式右端的處理時間 tpr 和確認(rèn)幀的發(fā)送時間 ta 都遠(yuǎn)小于傳播時延 tp，因此可將重傳時間取為 兩倍的傳播時延 ，即 tout = 2tp (33) 簡單的數(shù)學(xué)分析 ? 兩個發(fā)送成功的數(shù)據(jù)幀之間的最小時間間隔是 tT = tf + tout = tf + 2tp (34) ? 設(shè)數(shù)據(jù)幀出現(xiàn)差錯 (包括幀丟失 )的概率為 p，但假設(shè)確認(rèn)幀不會出現(xiàn)差錯 。 ? 設(shè) 正確 傳送一個數(shù)據(jù)幀所需的 平均時間 tav tav = tT ( 1 + 一個幀的平均重傳次數(shù) ) 簡單的數(shù)學(xué)分析（續(xù)） 一幀的平均重傳次數(shù) = {1 ? P[重傳次數(shù)為 1] + 2 ? P[重傳次數(shù)為 2] + 3 ? P[重傳次數(shù)為 3] +…} = {1 ? P[第 1 次發(fā)送出錯 ] ? P[第 2 次發(fā)送成功 ] + 2 ? P[第 1, 2 次發(fā)送出錯 ] ? P[第 3 次發(fā)送成功 ] + 3 ? P[第 1, 2, 3 次發(fā)送出錯 ] ? P[第 4 次發(fā)送成功 ] +…} = p(1 – p) + 2p2(1 – p) + 3p3(1 – p) + … 這里 P[X] 是出現(xiàn)事件 X 的概率。 簡單的數(shù)學(xué)分析（續(xù)） 得出正確傳送一個數(shù)據(jù)幀所需的平均時間： 當(dāng)傳輸差錯率增大時， tav 也隨之增大。當(dāng)無差錯時， p = 0, tav = tT。 )1(/)1(1pttippttiTTiTav ????? ???(35) 簡單的數(shù)學(xué)分析（續(xù)） 每秒成功發(fā)送的最大幀數(shù)就是鏈路的最大吞吐量 ?max。顯然， ?max = 1/tav = (1 ? p) / tT (36) 在發(fā)送端，設(shè)數(shù)據(jù)幀的實際到達(dá)率為 ?，則 ?不應(yīng)超過最大吞吐量 ?max，即 ? ? (1 ? p) / tT (37) 用時間 tf 進(jìn)行歸一化，得出歸一化的吞吐量 ? 為 ? ? ?tf ? (1 ? p) / ? 1 (38) 其中參數(shù) ? 是 tT 的歸一化時間： ? ? tT / tf ? 1 (39) 當(dāng)重傳時間遠(yuǎn)小于發(fā)送時間時， ? ? 1，此時的歸一化吞吐量 ? ? 1 ? p (310) 停止等待協(xié)議 ARQ 的優(yōu)缺點 ? 優(yōu)點： 比較簡單 。 ? 缺點：通信信道的利用率不高，也就是說，信道還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被數(shù)據(jù)比特填滿。 ? 為了克服這一缺點，就產(chǎn)生了另外兩種協(xié)議，
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