一.流量控制

1.1 較高的發送速度和較低的接收能力的不匹配，因此流量控制也是數據鏈路層的一項重要工作。

1.2 數據鏈路層的流量控制是點對點的，而傳輸層的流量控制是端到端的。

1.3 數據鏈路層流量控制手段：接收方收不下就不回復確認。
傳輸層流量控制手段：接收端給發送端一個窗口公告。

1.4 流量控制的方法

• 停止-等待協議:每發完一個幀就停止發送，等待對方的確認，在收到確認后再發送下一幀。發送窗口大小為1，接收窗口大小為1(滑動窗口的特例)。
  
• 滑動窗口協議(窗口大小固定)
  -后退N幀協議(GBN):發送窗口大小大于1，接收窗口大小為1；
  -選擇重傳協議(SR)：發送窗口大小大于1，接收窗口大小大于1；
  

1.5.可靠傳輸、滑動窗口、流量控制區別

• 可靠傳輸:發送端發送，接收端就接收。
• 流量控制:控制發送速率，使接收方有足夠的緩沖空間來接收每一幀。
• 滑動窗口解決：
  -流量控制:收不下數據，就不發送確認幀。
  -可靠傳輸：發送方自動重傳。

二.停止-等待協議

2.1 數據幀丟失或檢測到幀出錯

• 超時計時器:每次發送一個幀就啟動一個計時器。
• 超時計時器設置的重傳時間應當比幀傳輸的平均RTT更長。
• 超時重傳：發送完一個幀后，還需要保存該幀的一個副本，以備超時重傳。
• 數據幀和確認幀必須編號。根據編號可以判斷是否重復。
  
  2.2 確認幀丟失
  
  2.3 確認幀遲到(ACK遲到)
  
  2.4 該協議信道利用率較低
  
• 發送方在一個發送周期內，有效的發送數據所需的時間占整個發送周期的比率。
  

2.5 停等協議的弊端
信道利用率低，可以采用流水線技術，提高利用率。

• 必須增加序號范圍;
• 發送發需要緩存多個分組。

三. 后退N幀協議

3.1 GBN發送方需要響應的三件事

• 上層的調用:
  上層要發送數據時，發送方先檢查發送窗口是否已滿，如果未滿，則產生一個幀并將其發送;如果窗口已滿，發送發只需將數據返回給上層，暗示上層窗口已滿。上層等一會再發送。(實際中，發送發可以緩存這些數據，窗口不滿時在發送幀)。
• 收到了一個ACK：
  GBN協議中，對n號幀的確認采用累積確認的方式，標明接收方已經收到n號幀和它之前的全部幀。以最大序號確認為準，則之前的不管是否發送確認，都表明已經確認收到了。
• 超時事件:
  協議的名字為后退N幀/回退N幀，來源于出現丟失和延長幀時發送方的行為。就像在停等協議中一樣，定時器將再次用于恢復數據幀或確認幀的丟失。如果出現超時，發送方重傳所有已發送但未被確認的幀。

3.2 GBN 接收方要做的事

• 如果正確收到n號幀，并且按序，那么接收方為n幀發送一個確認ACK，并將該幀中的數據部分交付給上層。
• 其余情況都丟掉，并為最近按序接收的幀重新發送ACK。接收方無需緩存任何失序幀，只要維護一個信息exepectedseqnum(下一個按序接收的幀序號)。
  
  3.3 滑動窗口長度
  若采用n個比特對幀編號，那么發送窗口的尺寸W₁應滿足：1<=W₁<=2ⁿ-1。因為發送窗口尺寸過大，就會使得接收方無法區分新幀和舊幀。

3.4 GBN協議重點

• 累積確認(也稱捎帶確認)。
• 接收方只按序接受幀，不按序無情丟棄。
• 確認序列號最大的、按序到達的幀。
• 發送窗口最大為2ⁿ-1,接收窗口大小為1。

3.5 GBN 協議性能分析

• 提高了信道利用率；
• 在重傳時必須把原來已經正確傳送的數據幀重傳，使傳遞效率降低。

四.選擇重傳協議SR

4.1 只重傳出錯幀:設置單個確認(逐一確認幀)，同時加大接收窗口，設置接收緩存，緩存亂序到達的幀。

4.2 選擇重傳協議中的滑動窗口

4.3 SR必須響應的三件事

• 上層調用
  從上層收到數據后，SR發送方檢查下一個可用于該幀的序號，如果序號位于發送窗口內，則發送數據幀；否則就像GBN一樣，要么將數據緩存，要么返回給上層之后再傳輸。

• 收到了一個ACK
  如果收到ACK，加入該幀序號在窗口內，則SR發送方將那個被確認的幀標記為已接收。如果該幀序號是窗口的下界(最左邊第一個窗口對應的序號),則窗口向前移動到具有最小序號的未確認幀處。如果窗口移動了并且有序號在窗口內的未發送幀，則發送這些幀。
  

• 超時事件
  每個幀都有自己的定時器，一個超時事件發生后只重傳一個幀。

4.4 SR接收方要做的事
SR接收方將確認一個正確接收的幀而不管其是否按序。失序的幀將被緩存，并返回給發送方一個該幀的確認幀,直到所有幀(序號更小的幀)皆被收到為止，這時才可以將一批幀按序交付給上層，然后向前移動滑動窗口。

4.5 運行中的SR
假設接收窗口和發送窗口大小為4.

4.6 滑動窗口長度

• 如何區分新舊幀:
• 發送窗口等于接收窗口
• W_{發送窗口max}=W_{接收窗口max}=2^n-1 n為窗口長度可以用幾位二進制編碼的二進制位數。

4.7 SR協議重點

• 對數據幀逐一確認，收到一個確認一個；
• 只重傳出錯幀
• 接收方有緩存
• W_{發送窗口max}=W_{接收窗口max}=2^n-1

總結

以上是生活随笔為你收集整理的计算机网络(十一)-数据链路层-流量控制的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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