"停--等协议-网络协议原理"
在计算机网络中,停--等协议(Stop-and-Wait Protocol)是一种简单但基础的数据链路层错误控制协议,它用于确保数据的可靠传输。这个协议遵循了网络协议设计的基本原则,包括语义、语法和时序,以确保对等实体之间的信息交互正确无误。
1. 停--等协议的结构模型:
停--等协议通常采用单缓冲区结构,即在发送方和接收方各有一个缓冲区。发送方只能在当前的协议数据单元(PDU)被确认成功接收后,才会发送下一个PDU。同样,接收方也只允许接收预期序号的PDU,并在解封装后将其递交至上层。
2. 缓冲区管理:
- 发送方:发送方的缓冲区仅用于存放当前正在发送的PDU。当收到接收方的确认(ACK)信息,表明该PDU已被正确接收,缓冲区才会清空,准备接收新的PDU进行封装。
- 接收方:接收方的缓冲区同样只容纳一个PDU。只有当收到的PDU序号与期望的序号一致时,该PDU才能进入缓冲区并解封装,然后传递给上层协议。
3. 序号和确认机制:
在停--等协议中,每个PDU都有一个唯一的序号,以追踪其传输状态。接收方会通过返回ACK来确认接收到的PDU,同时指示出期望接收的下一个PDU的序号。这种机制可以检测和纠正数据传输过程中的丢失、重复或乱序问题。
4. 网络协议概述:
- 对等实体准则:信息交换只发生在具有相同协议功能的对等实体之间。
- 独立性准则:协议实体可以在任何下层服务之上实现信息交换,不受具体物理层或数据链路层的影响。
- 透明性准则:协议应该使得信息交换对上层看起来是直接进行的,即使实际上可能存在延迟、丢失和乱序。
5. 协议设计要素:
- 目标或用途:定义协议的目标,如可靠数据传输。
- 功能:将目标分解为可实现的功能模块。
- 算法:设计实现这些功能的具体算法。
- PDU交换规则:根据算法确定PDU的发送和接收规则。
6. 协议实体及其功能:
- 服务接口:提供给上层协议的服务,例如数据接收和确认。
- 算法模块:执行协议的逻辑,如序号管理、超时重传和错误检测。
- 下层接口:适配下层服务,如物理层或数据链路层提供的服务。
7. 协议环境:
- 对等实体间的协议涉及两个实体之间的直接交互。
- 主-从模式协议涉及一个主实体和多个从属实体,从属实体之间并不直接进行对等交互。
停--等协议虽然简单,但其设计理念和工作原理是理解更复杂协议如滑动窗口协议的基础。在实际应用中,由于其高效率的限制,通常会被更高效的协议如选择重传ARQ或Go-Back-N协议所取代,但在教学和理论研究中仍占有重要地位。