数据链路层协议解析：停止等待协议

"该资源是关于计算机网络课件的，主要讲解了停止等待协议的相关内容，包括透明化数据传输、最简单的流量控制、实用的停止等待协议、循环冗余检验的原理、停止等待协议的算法以及定量分析。" 在计算机网络中，数据链路层是一个至关重要的层次，它负责在节点间提供可靠的数据传输。在这个层次，停止等待协议是一种简单而基础的流量控制策略，用于确保数据的正确无误地传输。 5.2.1 透明化数据传输 透明化数据传输是指数据链路层在传输数据时，不应受数据中特定比特序列的影响。例如，数据中可能存在与帧起始或结束标志相同的序列，数据链路层需要设计机制使得这些特殊序列能被正确处理，而不影响帧的识别和解码。如图所示，数据帧在经过多个网络设备（如路由器）时，会在各个层次间移动，但对数据链路层而言，帧的透明传输意味着它无需关心高层的具体内容，只需确保数据帧能够完整无误地到达目标主机。 5.2.2 具有最简单流量控制的数据链路层协议 在理想情况下，如果链路没有错误且接收端总能及时处理所有数据，流量控制可能不是必需的。然而，实际网络中这种情况很少出现。停止等待协议就是在这种背景下引入的，它简单地限制发送方在收到前一个帧的确认之前不能发送新的帧，从而防止接收方来不及处理数据而造成数据丢失或乱序。 5.2.3 实用的停止等待协议 实用的停止等待协议不仅包括了基本的发送和确认机制，还考虑了错误检测和重传的情况。每个发送的数据帧都会附带一个校验和，接收端通过校验和来检查数据的完整性。如果发现错误，接收方会发送否定确认(NAK)或重新请求(RR)，迫使发送方重传数据帧。 5.2.4 循环冗余检验的原理 循环冗余检验(CRC)是一种广泛用于检测数据传输错误的方法。发送方在数据帧末尾附加一个根据CRC计算出来的校验码，接收方通过同样的算法计算接收到的数据并对比，若不一致则表明数据在传输过程中可能发生了错误。 5.2.5 停止等待协议的算法 停止等待协议的算法包括帧的发送、确认的接收以及超时重传等步骤。当发送方发送一个帧后，它会进入等待状态，等待接收方的确认。如果在预设时间内未收到确认，发送方将重传该帧。 5.2.6 停止等待协议的定量分析 停止等待协议的效率可以从多个方面进行定量分析，包括带宽利用率、平均延迟、吞吐量等。由于每个帧都需要等待确认，所以带宽利用率较低。此外，考虑到重传和确认的时间开销，协议的平均延迟也相对较高。 总结来说，停止等待协议是一种基础的流量控制策略，虽然其效率较低，但在简单网络环境中能提供可靠的通信保障。随着网络复杂性的增加，更复杂的流量控制策略如滑动窗口协议被引入，以提高网络的效率和性能。