计算机网络-传输层（2）流水线协议和滑动窗口协议

流水线技术允许发送方在收到ACK之前连续发送多个分组：

（1）必须增加序号范围，因为每个输送中的分组（不计算重传的）必须有一个唯一的序号，而且也许有多个在输送中未确认的报文。

（2）协议的发送方和接收方要能缓存多个分组。发送方至少要能缓存那些已发送但没有确认的分组，接收方可能要缓存那些已正确接收的分组。

（3）所需序号范围和对缓冲的要求取决于数据传输协议如何处理丢失、损坏及延时过大的分组。解决流水线的差错恢复有两种滑动窗口协议：回退N步(Go-Back- N，GBN) 和选择重传(Selective Repeat，SR) 。

 

 

回退N步(GBN)协议

在流水线中未确认的分组数不能超过最大允许数（窗口长度N<2^k）

基序号(base) 定义为最早的未确认分组的序号，将下一个序号(nextseqnum) 定义为最小的未使用序号（下一个待发分组的序号）

如果窗口已满，发送方会缓存上层应用发来的数据，或使用同步机制（如一个信号量或标志）仅当窗口不满时才允许上层应用发送数据。

对序号为n的分组的确认采取累积确认的方式， 接受方发送拥有最高序列号的、已被正确接收的分组的ACK，表明自己已正确接收到序号≤n的所有分组。

乱序到达的分组直接丢弃（接收方无需缓存）重新确认序列号最大的、按序到达的分组，因此可能产生重复ACK。

只有一个计时器，base每次增加1，如果base==nextseqnum，就停止计时器，否则重启计时器。

如果出现超时，发送方重传所有已发送但还未被确认过的所有分组。

缺点：单个分组的差错就能够引起GBN重传大批分组，许多分组根本没有必要重传。随着信道差错率的增加，流水线可能会被这些不必要重传的分组所充斥。

 

选择重传(Selective Repeat, SR)

发送方窗口和接受方窗口之和必须小于2^k

发送方：

从上层收到数据：当从上层接收到数据后，发送方检查下一个可用于该分组的序号。如果序号位于发送方的窗口内，则将数据打包并发送；否则就像在GBN 中一样，要么将数据缓存，要么将其返回给上层以便以后传输。

重传：每个分组必须拥有其自己的逻辑定时器，超时发生后只能发送一个分组，并重启该定时器

收到ACK ：如果收到ACK，倘若该分组序号在窗口内，则发送方将那个被确认的分组标记为己接收；如果该分组的序号等于发送窗口基序号send_base, 则send_base向前移动到具有最小序号的未确认分组处；如果窗口移动了并且有序号落在窗口内的未发送分组，则发送这些分组。

缓存机制：接收方将确认一个正确接收的分组而不管其是否按序。失序的分组将被缓存直到所有丢失分组(序号更小的分组)皆被收到为止

接受方：

序号在[rcv_base， rcv_base + N-1] 内的分组被正确接收：如果该分组以前没收到过，则缓存该分组。如果该分组的序号等于接收窗口的基序号rcv_base，则该分组以及以前缓存过的所有连续分组交付给上层。

序号在[rev_base-N, rev_base-1]内的分组被正确接收：虽然该分组是接收方以前已确认过的分组，也必须发送ACK

其他情况：忽略该分组。