可靠数据传输

1 UDP实现可靠数据传输

        UDP具有无需建立连接,延迟小,速度快等优点,但是其提供的服务较差,没有TCP的多,那么UDP是如何实现可靠数据传输的呢。

        一般来说,如果传输层采用UDP协议,应用层就需要增加一定的可靠性机制。同时UDP也有自己的简单的可靠性机制,UDP校验和。

 2 RDT协议的设计

         可靠数据传输协议,是位于传输层的协议,向上提供服务给应用层,向下,使用网络层链路层等传输数据,其接口如下图所示:

 2.1 RDT 1.0协议

         RDT 1.0协议是基于底层信道完全可信的情况,此时,数据传输不会出错,不需要进行错误检测等步骤,当然这种情况是最简单,最理想化的一种情况。

 2.2 RDT 2.0协议

         RDT 2.0协议,面向的是,底层信道有且仅有可能产生数据位错误。这时,RDT2.0协议就要考虑,我接受的数据错没错,要是错了我该怎么办。

         首先考虑的问题是我接收的数据错没错,可以利用之前采用的校验和的方法进行检验。如果发生了错误,接收方应该告知发送方,我这把出现错误了,不然发送方就永远不可能知道,我发出去的信息,你那边接收的情况,这时候就引入了确认机制ACK/NAK。

        如果接收方告诉发送方,我这接收的数据有问题,处理的方法就很简单,再发一份得了呗。

         这时候的发送机的状态就比较复杂了,因为发了一次消息后,需要等待反馈,如果接收方反馈ACK,就发下一个,如果是NAK,就重发。

 2.3 RDT 2.1协议

         只能说开始套娃。你传送的数据不对,我反馈一个NAK。那么我反馈的ACK/NAK也有可能在传输中发生错误啊,我要怎么去解决这个问题呢。

         因为RDT2.1是停-等协议,只有当一个分组发送完成后,才会发送下一个分组。如何发送方的状态时1,而接收方的状态时0,这时候,发送过去的数据,接收方是返回ACK还是NAK呢,还是说干脆不回应啊。结果很简单,发ACK,因为不回应,发送方永远都不知道你想要干嘛,回NAK,接收方只会重发,回ACK,才会使发送方的状态变成0,下一次发的数据就是我想要的了。

 2.4 RDT 2.2协议

 2.5 RDT 3.0协议

         归根结底还是停-等传送协议的效率实在是太低太低了,对面不回传信息,就一直在这傻等着,啥也不干。为了提高效率啊,需要对我们的RDT协议继续的改进。

2.6 对停-等机制的改进

        停-等协议一次只发一个,那一次发一群,就能明显提高效率,这就有了流水线机制。

         其中滑动窗口协议就是基于流水线机制的一种实现

 2.6.1 GBN协议

         滑动窗口,就是通过不断确定base的那个数据以及ACK了,然后就将base不断的往后移动,就实现了滑动。

         接收方的工作原理就很简单了,只认准自己要接收的有最大序列号的那个,没收到就丢弃。

         通过这个图看原理就简单了,发送方只要收到了一个ACK,就往后移动到这一个序列(为什么不是移动一个?因为ACK可能丢失,小的没收到,但是收到大的了,能收到大的,说明小的已经被接受了),没收到就直接将窗口里面的全部重发。接收方只要接收到了目前想要的那个(序列号没接受到的最大的哪一个),就返回这个的ACK,收到的不是,就丢弃掉,并且返回目前已经收到的那个。

2.6.2 SR协议

         SR协议对GBN协议作出的一些改进,允许了乱序到达。

         发送方为每一个序列号创建定时器,并且从接收方接受到ACK(n)后,如果在窗口内,就标记收到,要是这个之前的全部都被接收到了,就将窗口滑到这个位置。

        接收方收到了一个序列号,在窗口里就缓存下来,并返回接收到序列号的ACK,并且等待还没接受到的。将窗口滑动到之前的全部被接受的位置。

         为了避免上一个的序列0被当成这一次的序列0,滑动窗口的尺寸是有要求的。

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