《滑动窗口协议的设计与实现-GBN与SR》

实验三 可靠数据传输协议-GBN 协议的设计与实现 一、实验目的 本实验的目的是让学生们理解滑动窗口协议的基本原理，并掌握 GBN（Go-Back-N）协议的工作原理。通过基于 UDP（User Datagram Protocol）的设计与实现一个 GBN 协议的过程与技术，使学生们能够熟悉可靠数据传输的基本概念和实现方法。 二、实验内容 本实验的主要内容包括： 1. 基于 UDP 协议设计一个简单的 GBN 协议，实现单向可靠数据传输，即从服务器到客户端的数据传输。 2. 模拟引入数据包的丢失，验证所设计协议的有效性。 3. 改进所设计的 GBN 协议，使其支持双向数据传输（选作内容，加分项目）。 4. 将所设计的 GBN 协议改进为 SR（Selective Repeat）协议（选作内容，加分项目）。 三、实验过程及结果 1. GBN 协议的实现原理 GBN（Go-Back-N）协议是一种滑动窗口协议，是一种基于连续确认的可靠数据传输协议。在 GBN 协议中，发送方维护一个发送窗口，而接收方维护一个接收窗口。发送方按序发送数据包，并通过滑动窗口的方式来控制发送的速度。接收方通过发送确认信息来通知发送方已接收到数据包，并移动接收窗口。 2. 数据分组格式 在 GBN 协议中，数据分组的格式一般包括序列号（seq）、传输结束标志（flag）、校验和（checks）等字段。其中，序列号表示数据包的序号，范围为 0~255；传输结束标志用于指示数据包是否是最后一个分组；校验和用于检测数据包是否出错。 3. 协议的有效性验证 为了验证所设计的 GBN 协议的有效性，我们可以模拟引入数据包的丢失情况。通过在传输过程中随机丢弃一些数据包，然后检查接收方是否能够正确接收到所有的数据包。如果接收方能够正确接收到所有的数据包，那么说明所设计的 GBN 协议具有一定的可靠性。 4. GBN 协议的双向数据传输实现原理 在原有的 GBN 协议基础上，我们可以对其进行改进，使其支持双向数据传输。通过维护两个窗口，分别用于发送和接收数据包，可以实现双向数据传输。 5. SR 协议的实现原理 Selective Repeat（SR）协议是一种类似于 GBN 协议的滑动窗口协议，但在接收方的窗口中可以存储多个数据包，而 GBN 协议只能存储一个。SR 协议通过使用接收方的窗口进行选择性的确认，可以更好地支持高效的数据传输。 6. 主要类及函数 在程序中，我们可以定义一些主要的类和函数，用于实现 GBN 协议。其中主要的类包括发送方类、接收方类、数据包类等等。主要的函数包括发送函数、接收函数、确认函数等等。 四、实验结论 通过本次实验，我们成功地实现了一个基于 UDP 的 GBN 协议，并进行了相应的有效性验证。同时，我们还对 GBN 协议进行了改进，使其支持双向数据传输，并将其改进为 SR 协议。通过实验，我们深入理解了滑动窗口协议的基本原理，掌握了 GBN 协议和 SR 协议的工作原理，提高了我们设计和实现可靠数据传输协议的能力。 哈尔滨工业大学 《计算机网络》实验报告 姓名：许家乐 学号：1150310329 学院：计算机学院 教师：李全龙