可靠传输工作原理在线视频

通过前面的课程我们可以了解到

TCP发送的报文段

都是交给IP层来传送的

但是IP层仅仅只能提供

尽最大努力服务

它提供的是不可靠的传输

那么

TCP需要采用

什么适当的措施

才能使得两个传输层之间的通信

变得可靠呢

理想的传输条件包括以下两点

第一传输的信道不产生差错

第二不管发送方发送速度有多快

接收方总能够及时的处理

如果在这样的理想传输条件下面

并不需要采用任何措施

就能够实现可靠传输

然而

在实际的网络中

并不都具备以上这两个理想的条件

这样为了实现数据的可靠传输

在现实数据传输中

我们必须考虑如下的问题

第一发送方

每帧之间相隔多长的时间

如何确认对方是否收到数据

第二传输过程

会出错吗

会丢失数据帧吗

第三接收方是否接收到正确的数据帧

如何告诉对方呢

能及时处理收到的数据帧吗

这样就需要使用一些可靠的传输协议

来保证数据的可靠传输

下面从最简单的停止等待协议开始

进行介绍

停止等待

就是每发送完一个分组就停止发送

等待对方的确认

在收到确认后再发送下一个分组

全双工通信的双方

既是发送方也是接收方

为了讨论问题的方便

我们仅考虑A发送数据

而B接收数据并发送确认

因此A叫做发送方

而B叫做接收方

第一

无差错的情况

如图所示

这是最简单的无差错情况

A发送分组M1

发送完就暂停发送

等待B的确认

B收到了M1向A发送ACK

A在收到了对M1的确认后

就再发送下一个分组M2

第二种情况

出现差错

分组在传输过程中间出现差错的情况

那么我们看看PPT

可以发现

在传输过程中间分组出错分为

以下两种情况

第一B收到M1时检测出了差错

就丢弃M1

其他什么都不做

并不通知A收到了有差错的分组

第二M1在传输过程中间丢失了

这时候B当然什么都不知道

也就什么都不做

这两种情况下面

B 都不会发送任何信息

那么如何保证B正确收到了M1呢

解决方法

采用超时重传机制

一 A为每一个已发送的分组

都设置了一个超时计时器

二 A只要在超时计时器到期之前

收到了相应的确认

就撤销该超时计时器

继续发送下一个分组M2

在此

应该注意以下几点

一 A在发送完一个分组后

必须暂时保留已经发送的分组副本

只有在收到相应的确认后

才能清除暂时保留的副本

二 分组和确认分组都必须进行编号

这样才能明确是

哪一个发送出去的分组收到了确认

而哪一个分组还没有收到确认

三 超时计时器设置的重传时间

应当比数据在

分组传输的平均往返时间更长一些

三 确认丢失和确认迟到

还有一种情况就是

B所发送的对M1的确认丢失了

或者是确认迟到了

那么我们看看

首先确认丢失

如果B所发送的对M1的确认丢失了

那么A在设定的超时重传时间内

不能收到确认

但A并不能知道

到底是自己发送的分组了出错丢失了呢

还是B发送的确认丢失了

因此A在超时计时器到期后

就要重传M1

如果B又收到了重传的分组M1

那么这个时候B应该采取两个行动

第一 丢弃这个重复的分组M1

并不向上层交付

第二 向A发送确认

不能认为已经发送过确认就不再发送

因为A之所以重传M1

就表示A还并没有收到对M1的确认

确认迟到的情况

传输过程中间没有出现差错

但B对分组M1的确认迟到了

这个时候

A会收到重复的确认

对重复的确认的处理非常简单

收到后就丢弃

B也仍然会收到重复的M1

并且同样要丢弃重复的M1

并重传确认分组

通常A最终总是可以收到

对所有发出的分组的确认

如果A不断重传分组

但总是收不到确认

这就说明通信线路太差了

不能够进行通信

使用上述的确认和重传机制

我们就可以在不可靠的传输网络上面

实现了可靠的通信

像上述的这种可靠传输协议

常称为自动重传请求ARQ

意思就是重传的请求是自动进行的

接收方不需要请求发送方

重传某个出错的分组

四 信道利用率

停止等待协议的优点是简单

但当往返时间RTT

远大于分组发送时间TD时

信道利用率就太低了

若出现重传

则对传送有用的数据信息来说

信道的利用率还要降低

为了提高传输效率

发送方可以不使用低效率的停止等待协议

而是采用流水线传输

流水线传输

就是发送方可连续发送多个分组

不必每发完一个分组

就停顿下来等待对方的确认

这样可以使信道上

一直有数据不间断地传送

由于信道上一直有数据不间断地传送

这种传输方式可获得很高的信道利用率