可靠数据传输协议（rdt）

rdt在应用层、传输层和数据链路层都很重要，信道的不可靠特点决定了可靠数据传输协议（ rdt ）的复杂性。

Rdt1.0： 在可靠信道上的可靠数据传输

本层只需要直接将数据进行上下传输：

  • 发送方将数据发送到下层信道
  • 接收方从下层信道接收数据

Rdt2.0：具有比特差错的信道

本层需要采用差错控制编码进行差错检测。

  • 发送方差错控制编码、缓存（以备检错重传 ）
  • 接收方使用编码检错
  • 接收方的反馈：控制报文（ACK，NAK）：接收方–>发送方
  • 发送方收到反馈相应的动作
    • 出错重传

改进一：为了防止ACK/NAK的信息丢失出错，引入了序号的新机制：

  • 发送方：

    • 必须检测ACK/NAK是否出错
    • 在分组中加入序列号，因为 一次只发送一个未经确认的分组，两个序列号（0，1）就足够了

  • 接收方：

    • 必须检测接收到的分组是否是重复的

改进二：为了节省空间带宽，省去了NAK，只适用ACK；上一个ACK表示NAK。

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Rdt3.0：具有比特差错和分组丢失的信道

首先基于Rdt2.0上解决了比特差错的问题，但是有可能分组会丢失，如果分组丢失，这样不但接收方等待发送方的数据，而且发送方等待接收方的ACK确认，造成了死锁。

解决方案：引入超时重传机制：如果到时没有收到ACK->重传（同样用序号保证数据不重复）

自此Rdt3.0依靠各种机制已经能够提供可靠的数据传输，但是由于需要等待确定导致性能不太理想。

性能优化：

利用流水线协议（两种通用的流水线协议：回退N步(GBN)**和选择重传(SR)**），提高链路的利用率。

允许发送方在未得到对方确认的情况下一次发送多个分组

  • 必须增加序号的范围:用多个bit表示分组的序号
  • 在发送方/接收方要有缓冲区

具体实现：

  • 回退N步：

    • 发送端最多在流水线中有N个未确认的分组
    • 发送端拥有对最老的未确认分组的定时器
    • 接收端只是发送累计型确认（按顺序依次接收，发送累计确认）

  • 选择重传：

    • 如果下一个可用于该分组的序号可在发送窗口中，则发送，并且每个分组有自己的定时器（只有收到该序号的ACK才会清除）。

    • 接收端发送相应的ACK(n)；该分组及以前缓存的序号连续的分组交付给上层，然后将窗口移到下一个仍未被接收的分组。

  • 总结：

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滑动窗口(slide window)协议：

一种缓冲区的具体协议，分为发送方缓冲区和接收方缓冲区（窗口即是缓冲区内容的一个范围，根据某种条件滑动），根据大小不同可以把传输协议分为：

  • 停止等待协议：发送方缓存区（SW）为1，接收方缓存区（RW）为1
  • 回退N步协议：发送方缓存区（SW）> 1，接收方缓存区（RW）为1
  • 选择重传协议：发送方缓存区（SW）> 1，接收方缓存区（RW）> 1