流量控制与可靠传输

流量控制与可靠传输

1. 流量控制概述

流量控制是数据链路层的重要功能，用于防止发送方发送过快导致接收方缓冲区溢出。

流量控制的目的

• 防止接收方缓冲区溢出
• 确保数据传输的可靠性
• 提高网络整体性能

2. 停止-等待协议

基本原理

• 发送方发送一帧后，等待接收方的确认
• 收到确认后才发送下一帧
• 如果超时未收到确认，则重传

特点

• 优点：实现简单，控制容易
• 缺点：效率低，信道利用率不高
• 适用场景：对可靠性要求高，对效率要求不高的场合

性能分析

• 信道利用率 = 传输时间 / (传输时间 + 传播时间 × 2)
• 当传播时间远大于传输时间时，利用率很低

3. 滑动窗口协议

基本原理

• 允许发送方在收到确认前发送多个帧
• 使用窗口机制控制发送的帧数
• 接收方也有接收窗口，控制接收的帧数

窗口机制

• 发送窗口：允许发送但未确认的帧范围
• 接收窗口：允许接收的帧范围
• 窗口大小：影响传输效率和可靠性

4. 后退 N 帧协议（GBN）

基本原理

• 发送方维护一个发送窗口
• 接收方只按序接收帧
• 出错时，发送方重传出错帧及其后所有帧

特点

• 优点：实现相对简单，接收方处理简单
• 缺点：可能重传已经正确接收的帧
• 适用场景：错误率较低的网络环境

工作流程

1. 发送方发送窗口内的帧
2. 接收方按序接收，发送 ACK
3. 发送方收到 ACK 后，窗口向前滑动
4. 如果某帧出错，发送方重传该帧及后续所有帧

5. 选择重传协议（SR）

基本原理

• 接收方缓存乱序到达的帧
• 发送方只重传出错的帧
• 接收方按序交付给上层

特点

• 优点：只重传出错帧，效率高
• 缺点：接收方需要缓存，实现复杂
• 适用场景：错误率较高的网络环境

工作流程

1. 发送方发送窗口内的帧
2. 接收方接收帧，发送 ACK（可能乱序）
3. 发送方收到 ACK 后，窗口向前滑动
4. 如果某帧出错，只重传该帧

6. 协议比较

练习题

练习 1

滑动窗口协议与停止-等待协议有何区别？

练习 2

GBN 和 SR 协议的主要区别是什么？