计算机网络读书笔记-----数据链路层的可靠性

此篇是为了引出TCP的可靠机制。

• 停止等待协议：

在计算机网络发展的初期，通信网的传输质量普遍不是很好，所以数据传输的差错率较大。所以数据链路层就必须解决可靠传输的问题。

停止等待是最简单也是最基本的数据链路层协议
工作原理如下：
发送端每发送完一帧后就停止发送，等待接收端的确认，如果收到了接收端发来的确认帧，就继续发送下一帧。
在接收端，每收到一个无差错的帧，就将其交付给上层，并给发送端返回一个确认帧。

接收端如果收到有差错的帧，就悄悄的丢弃这个帧，其余什么也不做。发送端长时间没有收到接收端发来的确认，认为刚才传输的分组丢失了，就会重传这个分组。这叫做超时重传。

要实现超时重传，要在每发送完一个分组后设置一个超时计时器，如果在超时计时器之前收到了确认，就撤销已设置的超时计时器。

注意三个问题：
1、A在发送完一个分组的时候，必须要保留一份副本，为发生超时重传时做准备，当收到B发送过来的确认时，才会删除刚保留的副本。
2、超时重传时间要比数据在分组传输的平均往返时间更长一些。
3、分组和确认分组都必须进行编号，这样才能明确哪一个发送出去的分组收到了确认，而哪一个分组没有收到确认。

确认丢失和确认迟到：

图a中说明的是B所发送的对M1的确认丢失了。所以A在设定的超时重传时间内没有收到确认，但无法知道到底是自己所发送的分组出错，丢失还是B发送的分组丢失，所以在超时定时器到期后重传M1。B收到A重传的M1：

1、首先丢弃这个重复的分组，不向上层交付
2、向A发送确认（因为上次发送的确认是丢失了）

图b说明的是类似的另一种情况，B对M1的确认没有丢失，而是滞后。但是
B则会收到想重复的M1，同样是丢弃重复的M1，重传确认分组，A则会收到重复的确认分组，A则直接丢弃。

这种方法优点是简单，但缺点是信道利用率太低。

Td为A发送分组所需要的时间，RTT为往返时间，Ta为B发送确认分组的时间。
所以信道利用率为

当往返时间RTT远远大于分组发送时间Td，信道率就会大大的降低。
为了提高传输效率，采用流水线传输，如图所示

发送方可以连续发送多个分组，而不必每发完一个分组就停下来等待对方的确认，二图对比，后者明显提高了信道利用率。

• 连续ARQ协议：

图a表示位于发送窗口中的5个分组都可以发送出去，而不必等待对方的确认
图b表示，发送方每收到一个确认分组，窗口就前移一个。

接收方一般采用累积确认的方式：
也就是说：接收方不用对发送方发送的每一个分组都发送确认，而是可以在收到几个分组后，对按序到达的最后一个分组发送确认。这样就表示这个分组之前的所有分组都正确收到了。
累积确认的好处是：容易实现，即使确认丢失也不必重传。

但是很明显这样做缺点就是：不能像发送方反映已正确收到的所有分组的信息。
也就是说：如果发送方发送了前5个分组，中间三个丢失了，发送方无法知道后面三个分组的下落，所以在将后面三个分组重传一次，这种方法也叫GO-back-N
，表示需要在退回来重传已经发送的N个分组。

摘自：计算机网络.第五版.谢希仁