3.4 可靠数据传输原理

可靠数据传输协议（Reliable Data Transfer Protocol）：数据可以通过一条可靠的信道进行传输。

3.4.1 构造可靠数据传输协议

经完全可靠信道的可靠数据传输：rdt1.0

经具有比特差错信道的可靠数据传输：rdt 2.0

自动重传请求（Automatic Repeat Request，ARQ）协议：

• 肯定确认（Positive Acknowledgment，ACK）

• 否定确认（Negative Acknowledgment，NAK）

过程：

• 发送报文

• 差错检测

• 接收方反馈

• 重传

停待协议（Stop-and-Wait Protocol）：发送方在发送一个报文后，需要等待接受方反馈。

考虑ACK和NAK受损的情况：

• 在接受到受损ACK和NAK时，询问接收方 -> 将会陷入询问的死循环。

• 增加足够的检验和比特，使得接受方有能力恢复数据。

• 直接重传 -> 会导致冗余分组（Duplicate Packet），无法知道接受到的分组是一个新的分组，还是一个重传的分组。

分组序号，接受方只需检查分组序号即可，确认收到的分组是否重传：rdt 2.1

解决了冗余分组的问题，但会无法解决失序分组的问题。

无NAK，ACK跟随一个分组序号：rdt 2.2

经具有比特差错和丢包的信道的可靠数据传输：rdt 3.0

如果一个分组的ACK发生丢包，发送方在等待一定时间后，进行重传；rdt 3.0 也称为比特交替协议，因为分组的序号在01之间交替。

倒计时定时器（Countdown Timer）

分组发送方必须能力：发送一个组，并启动一个定时器；响应定时器；终止定时器。

3.4.2 流水线可靠数据传输协议

rdt 3.0 的性能问题，核心在于它是一个停等协议。流水线（Pipeling）协议：允许发送方发送多个分组而无需等待。

影响：

• 必须增加序号范围。

• 协议发送方和接受方必须缓存多个分组。

• 所需序号范围和缓冲要求取决于数据传输协议如何处理丢包、损坏和时延。

3.4.3 回退N步

回退N步（Go-Back-N，GBN）：允许发送多个分组，但未确认分组数不能超过N。N也称窗口长度，GBN也是一种滑动窗口协议（Sliding-Window Protocol）。

GBN发送方：

• 上层调用

• 收到一个ACK

• 超时事件

GBN接收方：丢弃所有失序分组。

3.4.4 选择重传

GBN性能问题：窗口长度和带宽时延都很大的情况下，单个分组差错将引起大量分组重传。

选择重传（Selective Repeat，SR）：

• 让发送方重传那些有问题的分组。

• 接受方，失序分组仍然有效。