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控制传输协议差错恢复方法 滑动窗口协议 GBN(Go-Back-N)回退N步 和 SR(Selective Repeat)选择重传 对比

2023-11-14

对比

对比方面 GBN SR TCP
定时器 一个滑动窗口一个定时器 每个分组都有定时器 一个滑动窗口一个定时器
确认 累积确认 选择确认 累积确认
重传 重传滑动窗口所有未被确认的分组 重传超时的分组 重传base处分组
对待乱序分组 丢弃 缓存在缓冲区 缓存在缓冲区，并发送冗余ACK，触发快速重传

传输控制协议中流水线(pipelining)差错恢复方法

回退N步GBN(Go-Back-N)

发送方

  1. 维护两个变量base和nextseqnum，base代表滑动窗口中第一个发送但并未被确认的分组序号,nextseqnum代表滑动窗口中第一个未被发送的分组序号
  2. nextseqnum - base就是窗口长度，如果窗口长度到达给定最大值，不会再接收上层的数据
  3. 采用累积确认，即发送方接收到接收方发送的大于base的确认号n，会把n到base之间的所有分组全部确认收到，只有被确认后base才能增大，nextseqnum才能增大，才能发送更多分组
  4. 当出现超时事件，会重传窗口中所有已经发送但未被确认的分组，即base到nextseqnum序号之间的分组，这个超时事件指的是发送base分组时开启的定时器超时，一个滑动窗口多个分组只用一个定时器

接收方

  1. 只需要维护一个变量expectedseqnum，expectedseqnum代表下一个期望收到的分组序号
  2. 当收到大于expectedseqnum序号的分组，即乱序分组，会直接丢弃乱序分组

选择重传SR(Selective Repeat)

发送方

  1. 维护一个滑动窗口(相对于字节数组)和两个变量base和nextseqnum，base和nextseqnum和上面一样
  2. 不采用累积确认，滑动窗口中每个分组都对应一个ack确认，所以base后面的分组可能在base之前被确认，但是如果base没有被确认滑动窗口无法向右移动，也无法发送更多数据
  3. 滑动窗口中每个分组都有一个定时器，当出现超时，只重传对应超时的分组

接收方

  1. 维护一个乱序分组缓冲区和rev_base、rev_base+N-1两个变量，如果在[rev_base, rev_base+N-1]范围内的分组被正确接收，则缓存该分组，并发送该分组的ack，如果序号恰好等于rev_base则将以前缓存的和rev_base连续序号的分组一起提交到上一层，然后窗口可以右移接收更多的数据
  2. 序号在[rev_base -N, rev_base-1]内的分组被收到，也必须发送一个ACK，不然发送方的滑动窗口无法向右移动

TCP 选择确认(Selective acknowledgment)

发送方

  1. 仅需维护已经发送过但未被确认的字节的最小序号SendBase和下一个要发送的字节序号NextSeqNum，这和GBN一样
  2. 采用累积确认
  3. 只有一个定时器，但超时只重传序号为SendBase的分组，在收到ack定时器重新刷新用来记录后一个分组的超时
  4. 采用快速重传，即判断分组比特错误被丢弃或者丢包(路由器排队缓存已满丢弃数据包）的依据不再只有超时，还有冗余ACK，在接收方接到乱序报文时会发送最近一个正序收到的报文的ACK，即冗余ACK，当收到3个冗余ACK时（说明有3个冗余报文被接收方接收），会直接重传SendBase序号分组

接收方

  1. 维护一个乱序分组缓冲区和rev_base，不丢弃失序报文，这和SR一样
  2. 收到乱序报文，会发送最近一个正序收到的报文的ACK

参考
《计算机网络 自顶向下方法》

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