滑动窗口协议是一种流量控制策略,常用于网络通信中,确保数据的可靠传输。它的核心思想是通过维护一个发送和接收窗口来管理发送方和接收方的数据帧序列。以下是关于滑动窗口协议的详细解释: 1. **滑动窗口算法**: - 发送方为每个帧分配一个唯一的序号(SeqNum),以便跟踪和确认帧的接收。 - 发送方维护三个关键变量:发送窗口大小(SWS),最近收到的确认帧序号(LAR),以及最近发送的帧序号(LFS)。SWS限制了未确认但可发送的帧数,而LAR和LFS确保不变式LAR-LFS<=RWS,其中RWS是接收窗口大小。 - 当接收到确认(ACK)时,LAR向右移动,允许发送更多的帧。每个发送的帧都有一个定时器,若定时器超时则重发该帧。 - 发送方需要存储最多SWS个帧,以防重传。 2. **接收方处理**: - 接收方也有三个关键变量:接收窗口大小(RWS),最大可接收帧序号(LAF),以及最近接收的帧序号(LFR)。接收方也需满足不变式LAR-LFS<=SWS。 - 当帧到达时,接收方根据序号判断是否接收。如果序号在接收窗口内(LFR <= SeqNum <= LAF),则接收;否则,丢弃。 - 接收方采用累积确认机制,即使接收到了更高序号的帧,也会确认序号To ACK的帧,这样可以减少ACK的发送次数。 - 错误顺序到达的帧会被缓存,直到正确的顺序帧到达。 3. **有限序号与回绕**: - 实际应用中,序号字段是有限的,例如3比特字段只能表示0到7。因此,序号需要回绕,这就引入了可能的混淆,需要序号空间大于待确认帧的数量以避免冲突。 - 序号回绕可能导致旧帧与新帧的序号相同,但通过正确管理窗口大小和确认策略,可以确保正确区分。 4. **窗口大小的选择**: - 发送窗口大小SWS取决于链路的延迟和带宽,以平衡传输效率和确认的需要。 - 接收窗口大小RWS的选择有多种策略,如RWS=1(不允许错序帧),RWS=SWS(接收方可以接收所有错序帧),或者介于两者之间,但设置RWS>SWS通常没有必要,因为错序帧数量不会超过SWS。 5. **优化策略**: - 使用NAK(否定确认)或重复ACK可以提前检测丢失的帧,提高性能。 - 选择确认(SACK)允许接收方精确确认已接收的帧,提高恢复丢失帧的效率,但增加实现复杂性。 滑动窗口协议提供了一种动态的流量控制机制,允许在网络中有效地传输数据,同时保证数据的可靠性。通过调整窗口大小和确认策略,可以适应各种网络条件,确保数据的正确传输。然而,这也需要对网络状态的实时监控和复杂的错误处理机制。
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- 水饺-可比克2013-10-19了解了滑动窗口协议的原理!
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