计算机网络——可靠数据传输原理

素颜马尾好姑娘i 2022-09-04 11:45 279阅读 0赞

我们分为几种讨论情况

*  经过完全可靠信道的可靠数据传输
 *  经过具有比特差错信道的可靠数据传输
 *  经过具有比特差错的丢包信道的可靠数据传输

## 经过完全可靠的可靠数据传输rdt1.0协议 ##

![rdt 1.0协议][rdt 1.0]

因为信道是完全可靠的传输信道，所以不需要进行确认。  
**发送端**  
只需要接收上层数据，并产生一个包含该数据的分组，将分组发送到信道中。  
**接收端**  
接收端将接收的分组取出数据，交给上层。

## 经过具有比特差错信道的可靠数据传输rdt2.0 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1hpYW5nX2xoaA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

在rdt1.0的协议上增加了数据确认的回传，还要进行差错检测，重传等。

**发送方**

发送方将上层的数据进行计算，计算出校验码，并将需要传递的数据和检验和一并打包进行发送，发送之后，并不能发送下一个分组，需要等到接收方回传确认的字段，才能继续发送（也就是说，在发送完分组，并且在接收方回传确认字段之前，不能发送下一个分组，被称为**停等协议**）。  
*发送分组之后有三种可能*

*  接收端回传字段为肯定确认，则发送端可以发送下一个分组
 *  接收端回传字段为否定确认，发送端需要重传该分组
 *  接收端回传字段，但是发送端没有接到，判定为超时，发送端需要重传字段。

**接收方**

接收方接收到分组数据之后，通过校验码验证数据正确或者错误，如果错误，返回NAK，如果正确，返回ACK。

***该协议存在的问题：如果接收端回传的确认字段在传输中出现差错，会导致错误重传，或者缺少重传。***

## 经过具有比特差错信道的可靠数据传输rdt2.1 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1hpYW5nX2xoaA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
由于rdt2.0问题在，回传的确认数据不能保证其准确性，所以在rdt2.1协议中添加了确认的分组号

**发送端**

从上层中获取数据之后，将数据和校验和、分组序号（分组需要由1比特表示，所以只能表示0,1，循环使用），进行打包发送。  
发送后有三种可能

*  接收端回传的数据为ACK和0（假设第一次传输数据，为0，回传的确认字段也为0，如果分组序号为1，则回传的确认字段也为1），则发送端发送下一个分组。
 *  接收端回传的数据为ACK和1（假设同上），因为发送的分组为0，但是回传的确认字段为1，则表明该分组没有传输成功，需要重传分组为0的分组。
 *  接收端回传的数据为NAK和0或1（假设同上），说明传递的数据出现差错，需要重传分组。
 *  发送端未接收到回传的确认分组，（在此讨论情况下不成立，因为该信道有比特差错，并没有分组丢失）也会重传。

**接收端**

接收端收到分组时，将数据计算和校验码进行校验，如果出现错误，则返回NAK并返回该分组序号，如果不出现错误，返回ACK和该分组序号

## 经过具有比特差错信道的可靠数据传输rdt2.2 ##

rdt2.2协议与rdt2.1相比，不同在于没有NAK确认字段，只有ACK字段。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1hpYW5nX2xoaA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

**发送方**

rdt2.2的发送方与rdt2.1的发送方相似，由于确认字段没有NAK，所以不会判断确认字段，只会判断回传确认分组的分组序号。  
当发送端发送分组之后，（假设第一个分组序号为0）

*  如果返回的是ACK和0，则表示确认收到分组。
 *  如果返回的是ACK和1，则表示该分组没有被正确接收到，需要重传。

**接收方**

接收方接收到分组之后，将数据和校验和进行校验，如果正确返回当前确认分组的确认字段ACK0，如果分组出现差错，则返回上一个分组的确认字段ACK1，发送方接收之后，就会重传该分组。

## 经过具有比特差错信道的可靠数据传输rdt3.0 ##

rdt3.0在rdt2.2协议上增加了倒计数定时器和重传，因为在该信道中，可能会丢失分组。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1hpYW5nX2xoaA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

**发送方**

发送方每发送一个分组，便启动一个定时器，如果接收到确认字段的回传会终止计时器，如果长时间接收不到确认分组，会触发重传。

**接收方**

接收方接收到分组之后，将数据与校验码进行校验，如果正确会返回ACK0，如果错误，返回ACK1。（与rdt2.2协议相同）

[rdt 1.0]: /images/20220829/09f8c452cb814b19ac0e00197f429ac1.png
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