第三节 停-等协议与
- 滑动窗口协议
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
知识点 1 可靠数据传输基本原理
1 、internet传输层的两个协议：TCP 、UDP。
TCP：可靠数据传输服务。将报文段交给IP传送，而IP只能提供"尽
力"服务，也就是不可靠的服务。必须采取措施才能使其在基于不
可靠的网络层上实现可靠传输。
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知识点 1 可靠数据传输基本原理
2 、不可靠传输信道的不可靠性主要表现在以下几方面：
1 ）比特差错： 1100 ------ 0110
2 ）乱序（先发的数据包后到达，后发的数据包先到达）：
发送： 1 、 2 、 3 、 4 、 5
接收： 2 、 1 、 5 、 4 、 3
3 ）数据丢失（中途丢失，不能达到目的地）：
发送： 1 、 2 、 3 、 4 、 5
接收： 1 、 3 、 4 、 5
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知识点 1 可靠数据传输基本原理
3 、基于不可靠信道实现可靠数据传输采取的措施（ 5 种）：
1 ）差错检测：利用差错编码实现数据包传输过程中的比特差错检测
（甚至纠正）。（第五章详细介绍）
2 ）确认：接收方向发送方反馈接收状态。
ACK（肯定确认）；NAK（否定确认）
肯定确认：Positive Acknowledgement，正确接收数据。
否定确认：Negative Acknowledgement，没有正确接收数据。
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知识点 1 可靠数据传输基本原理
3 ）重传：发送方重新发送接收方没有正确接收的数据。
发送方接收到NAK，表示接收方没有正确接收数据，则将出错的数据重
新向接收方发送。
4 ）序号：确保数据按序提交。
对数据包进行编号。可以避免由于重传引起的重复数据被提交的问题。
5 ）计时器：解决数据丢失问题。
发送方发送数据后启动计时器，如超时还未收到接收方的确认。主动重
发数据包，从而纠正数据丢失问题。
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
知识点 1 可靠数据传输基本原理
4 、有效、合理地综合应用上述措施，可以设计实现可靠数据传输的协议：
例如：停-等协议与滑动窗口协议。
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
讲解归纳与举例
例：【简答题】 1 、不可靠传输信道的不可靠性主要表现在以下几方面？
【参考答案】
1 ）比特差错
2 ）乱序
3 ）数据丢失
【答案解析】：P 98 可靠数据传输基本原理
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
讲解归纳与举例
例：【选择题】
2 、在实现可靠数据传输的措施中，能解决数据丢失问题的是（ ）
A.序号
B.确认
C.重传
D.计时器
【正确答案：D】
【答案解析】：P 98 实现可靠数据传输的措施
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
知识点 2 停-等协议
2 、停-等协议的特点：
每发送一个报文段后就停下来等待接收方的确认。
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知识点 2 停-等协议
3 、停-等协议的工作过程：
1 ）发送方发送经过差错编码和编号的报文段，等待接收方的确认。
2 ）接收方如果差错检测无误且序号正确，则接收报文段，并向发送方
发送ACK，否则丢弃报文段，并向发送方发送NAK。
3 ）发送方如果收到ACK，则继续发送后续报文段，否则重发刚刚发送
的报文段。
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知识点 2 停-等协议
4 、几点细节讨论
1 ）差错控制：
报文段、ACK、NAK数据包均需要进程差错编码以便进行差错控制。
2 ）序列号：
只需要 1 位就够了（区分是新发的报文还是重传的报文）。
3 ）ACK和NAK：
利用重复ACK代替NAK。（对上一个正确接收的报文段再次进行确认）
4 ）ACK和NAK差错：有错推断。
标题第三节 停-等协议与滑动窗口协议
讲解归纳与举例
例：【简答题】 1 、简述停一等协议的基本工作过程。
【参考答案】
1 ）发送方发送经过差错编码和编号的报文段，等待接收方的确认。
2 ）接收方如果差错检测无误且序号正确，则接收报文段，并向发送方
发送ACK，否则丢弃报文段，并向发送方发送NAK。
3 ）发送方如果收到ACK，则继续发送后续报文段，否则重发刚刚发送
的报文段。
【答案解析】：P 99 停-等协议
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
讲解归纳与举例
例：【选择题】 2 、最简单的自动重传请求协议是（ ）
A.UDP协议
B.SR协议
C.GBN协议
D.停-等协议
【正确答案：D】
【答案解析】：P 99 停-等协议
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
知识点 3 滑动窗口协议
2 、流水线协议实现可靠数据传输，做如下改进：
1 ）增加分组序号（多位）。
2 ）发送方和接收方可以缓存多个分组。
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
知识点 3 滑动窗口协议
3 、滑动窗口协议的工作特点：
发送方依序按流水线方式发送分组，接收方接收分组，按序向上
提交。
发送方对于已发送未收到确认的分组，必须缓存，必要时重发。
发送方可以连续发送多个未收到确认的分组（取决于缓存能力）。
接收方对未按序到达的分组，必须缓存或者丢弃并确认（取决于
缓存能力）。
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
知识点 3 滑动窗口协议
4 、滑动窗口协议的窗口：
发送窗口（Ws）：发送方可以发送未被确认分组的最大数量；
接收窗口（Wr）：接收方可以缓存的正确到达的分组的最大数量；
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知识点 3 滑动窗口协议
6 、滑动窗口协议，根据窗口的大小，两种代表性的滑动窗口协议：
1 ）回退N步协议：GBN协议（Go-Back-N）
2 ）选择重传协议：SR协议（Selective Repeat）
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知识点 3 滑动窗口协议
1 ）GBN协议
发送窗口WS≥ 1 ，接收窗口Wr= 1 。
发送端缓存能力高，可以在没有得到确认前发送多个分组。
接收端缓存能力很低，只能接收 1 个按序到达的分组，不能缓存未
按序到达的分组。
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知识点 3 滑动窗口协议
GBN发送方响应的 3 类事件：
1 、上层调：窗口未满，用"下一个可以序号"编号并发送分组，否则
拒绝发送新的数据。
2 、收到 1 个ACKn。GBN采用累积确认方式，即发送方收到ACKn时，表明
接收方正确接收序号n以及序号小于n的所有分组。
3 、计时器超时。发送方只使用一个计时器，对"基序号"指向的分组
计时。如超时，重发当前发送窗口中所有已发送但未确认的分组，即
"回退N步"，因为接收方Wr= 1 ，无缓存能力。
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知识点 3 滑动窗口协议
GBN的接收方操作：
Wr= 1 ，只能接收"基序号"所指向的分组。如接收方正确接收到
序号为基序号，则发送一个ACKn，接收窗口滑动到序号n+ 1 的位置。接
收到的序号不是n或者分组差错等，则发送ACKn- 1 。
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知识点 3 滑动窗口协议
GBN协议总结：
在差错较低的情况下，信道利用率会得到很大提高。如果信道误
码率或者丢包率较高，导致大量重发，信道传输能力降低。
GBN适合低误码率、低丢包率、带宽高时延积信道，且对接收方缓
存能力要求低。
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知识点 3 滑动窗口协议
2 ）SR协议
选择重传（SR）通过让发送方仅重传那些未被接收确认（出错或
者丢失）的分组，避免了不必要的重传。
发送窗口WS＞ 1 ，接收窗口Wr＞ 1 。很多SR协议WS 、Wr大小相等。
发送端缓存能力高。
接收端缓存能力高。
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知识点 3 滑动窗口协议
SR发送方响应事件：
1 、上层调用，请求发送数据：检查"下一个可用序号"，位于发送窗
口内则发送，否则缓存或者返回给上层。
2 、计时器超时。发送方对每个分组进行计时，超时则重发该分组。
3 、收到ACKn。SR协议对n进行判断。如n在当前窗口内，则标记已接收
（刚好是基序号，窗口向右滑动到最小未被确认序号处）；其他情形
不做响应。
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知识点 3 滑动窗口协议
SR接收方主要操作：
1 、正确接收到序号在接收窗口范围内的分组PTKn，发送ACKn，窗口滑动。
2 、正确接收到序号在接收窗口左侧的分组PTKn，这些分组在之前已经正确
接收并提交，丢弃PTKn，并发送ACKn，窗口不滑动。
3 、其他情况，直接丢弃分组，不做任何响应。
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
讲解归纳与举例
例：【选择题】
1 、从滑动窗口的观点来看SR协议，其窗口尺寸的大小为（ ）
A.发送窗口> 1 ，接收窗口> 1
B.发送窗口> 1 ，接收窗口= 1
C.发送窗口= 1 ，接收窗口> 1
D.发送窗口= 1 ，接收窗口= 1
【正确答案：A】
【答案解析】：P 107 SR协议
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
讲解归纳与举例
例：【填空题】
2 、两种最具有代表性的滑动窗口协议是____和____。
【正确答案：GBN SR】
【答案解析】：P 105 两个典型的滑动窗口协议
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
讲解归纳与举例
例：【填空题】 3 、最典型的流水线可靠传输协议是____。
【正确答案：滑动窗口协议】
【答案解析】：P 105 两个典型的滑动窗口协议
第三节 停-等协议与滑动窗口协议
讲解归纳与举例
例：【简答题】 4 、简述从滑动窗口的观点看，停等、G 0 ---back---N及选择
重传三个协议的区别。
【参考答案】
停等：发送窗口= 1 ，接收窗口= 1 ；（ 1 分）
Go-back-N：发送窗口WS≥ 1 ，接收窗口Wr= 1 ：（ 2 分）
选择重传：发送窗口WS＞ 1 ，接收窗口Wr＞ 1 ；（ 3 分）
【答案解析】：综合理解三种协议