數(shù)據(jù)鏈路層-計算機通信網(wǎng)computernetwork(編輯修改稿)
2025-01-18 15:50 本頁面
【文章內容簡介】 發(fā)送方 A 接收方 B from_work_layer from_physical_layer to_work_layer to_physical_layer frame 物理傳輸通道 packet arrival frame arrival 一種無限制的單工協(xié)議 ? 完全理想的條件：數(shù)據(jù)單向傳輸，收發(fā)雙方的網(wǎng)絡層一直處于就緒狀態(tài)，處理時間可忽略不計，接收緩沖空間無限大，信道不會損壞或丟失幀。 ? 發(fā)送端無限循環(huán)地重復三個動作： ? 從網(wǎng)絡層取分組 ? 構造幀 ? 發(fā)出幀 無需任何差錯控制和流量控制 ? 接收端也是無限循環(huán)地重復三個動作： ? 等待事件（唯一的未損壞幀的到達）發(fā)生 ? 幀到達后，從硬件緩沖中取出新到的幀 ? 將幀的數(shù)據(jù)部分傳給網(wǎng)絡層 無需做其它任何處理 Unrestricted Simplex Protocol 停 等協(xié)議 ? 條件基本同協(xié)議 1，只是接收緩沖只能存放一個幀且接收端需要一定的接收處理時間。 ? 為了防止發(fā)送快于接收而造成數(shù)據(jù)丟失，發(fā)送端在發(fā)送一幀后必須停止發(fā)送，等待接收端發(fā)回的反饋確認 短幀；接收端在收到一個幀并發(fā)送網(wǎng)絡層后，需向發(fā)送端發(fā)一反饋確認短幀（不需包含任何信息，因為信道是無差錯的），表示可發(fā)新幀。 ? 由于需要反饋，且?guī)陌l(fā)送和反饋是嚴格交替進行的，所以一般采用半雙工信道。 Simplex StopandWait Protocol 有噪音信道所涉及的問題 ? 進一步考慮實際的會出錯的信道，幀既可能損壞（接收端可通過校驗檢查出錯誤），也可能完全丟失。 ? 發(fā)送端仍通過接收端的反饋來決定怎么做。但由于幀會丟失，發(fā)送端可能收不到反饋的確認幀，因此發(fā)送端必須引入 超時機制 （ time out），即增加一個定時計數(shù)器，在一定時間后對沒有確認的幀進行重發(fā)，也稱作 ARQ（ Automatic Retransmit reQuest）。 ? 時間值應選擇稍大于兩倍端到端的信號傳輸時間和接收端的接收處理時間之和。 ? 當接收端的反饋確認幀丟失時，必須通過為幀編制 序號 來解決重復幀的問題。 ? 幀的序號位數(shù)應盡量的短從而少占用幀頭的空間，在簡單停 等協(xié)議中只需 1個比特位（“ 0” → “ 1”，“ 1” → “ 0”）即可。這是由于在本協(xié)議中，發(fā)送端每發(fā)送一個幀都是建立在此幀之前的所有幀都已正確發(fā)送的基礎上，只需區(qū)分相鄰的兩個連續(xù)幀即可避免重復的可能。 有噪音信道的停 等協(xié)議 ? 收發(fā)雙方都需維護各自的幀序號（ sequence number）。發(fā)送端維護的幀序號N(S)表示當前所發(fā)幀的序號，接收端維護的幀序號 N(R)表示接收端當前所期待接收的幀序號。發(fā)送端從網(wǎng)絡層取得第一個分組進行組幀，將 N(S)=0的序號放入幀頭中作為第一個幀，通過物理層的發(fā)送緩存器發(fā)送出去，并啟動定時計數(shù)器，然后停下來等待其響應幀。 ? 接收端收到一個幀后，對其序號和 N(R)進行比較： ? 若不等，則將其作為重復幀而丟棄； ? 若相等則對其接收，經(jīng)校驗正確并送交網(wǎng)絡層后，將 N(R)加 1（模 2運算）并放入確認幀中反饋回發(fā)送端；若校驗出錯，則丟棄出錯的幀，保持 N(R)的值不變并放入確認幀中反饋回發(fā)送端。 ? 發(fā)送端若在規(guī)定的時間內沒有收到接收端的反饋確認幀（超時），就認為數(shù)據(jù)幀丟失，在保持 N(S)不變的情況下重新發(fā)送緩沖器中的（舊）幀；若接收到確認幀后，比較確認幀中的序號和 N(S)： ? 若相等，則保持 N(S)不變，重新發(fā)送緩沖器中的（舊）幀； ? 若不等，則將確認幀中的序號賦予 N(S)，從網(wǎng)絡層獲取新的分組并組成新幀（ N(S)作為序號放入幀頭中）交由物理層發(fā)送出去。 發(fā)送端每發(fā)送一幀，都會重新啟動定時計數(shù)器，然后停下來等待其響應幀。 A Simplex Protocol for a Noisy Channel A positive acknowledgement with retransmission protocol. Continued ? A Simplex Protocol for a Noisy Channel (ctd.) A positive acknowledgement with retransmission protocol. 停 等協(xié)議對信道利用率的影響 ? 在時延大的信道（如衛(wèi)星通信）中，停 等協(xié)議的效率很低 ? 考慮兩個地面站通過衛(wèi)星通信，典型的往返傳輸時延約為 500ms。假設一個幀的發(fā)送時間為 20ms，并且不考慮目的站的處理時間，且認為確認幀非常短。信道的利用率為： 20ms/(270ms+250ms)=1/26 ? 為了提高傳輸效率，可以讓發(fā)送站連續(xù)不斷地發(fā)送數(shù)據(jù)幀，當發(fā)完第 26個幀數(shù)據(jù)后，恰好第 1幀的確認幀到達，根據(jù)確認可緊接著發(fā)第 27幀或重發(fā)第 1幀。以后，每過 20ms就有一個確認幀到達 ? 允許發(fā)送站連續(xù)發(fā)送多個幀而不需等待確認的做法稱作管道化 (pipelining)，屬于一種窗口 (windows)機制 數(shù)據(jù)的全雙工傳輸 ? 在實際通信中，通常收發(fā)雙方都相互發(fā)送數(shù)據(jù)。 ? 為了提高效率，可以將確認信息放在數(shù)據(jù)幀中作為一個控制字段連同數(shù)據(jù)一起發(fā)送給對方，這種方式稱為捎帶應答（ piggybacking）。 ? 當一方收到對方的數(shù)據(jù)幀后： ? 若正好也有數(shù)據(jù)需發(fā)給對方，則立即可使用捎帶應答。 ? 若暫時沒有數(shù)據(jù)需發(fā)給對方或數(shù)據(jù)還未準備好，則等待一定的時間，如果在該時間內準備好了數(shù)據(jù)，則可以使用捎帶應答。如果
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