可靠传输的实现机制1——停止等待协议SW（Stop and Wait）

目录

关于更好了解停止等待协议SW的三个情景假设

情景①——发送方发送的数据分组在传输过程中丢失

情景②——接收方发送的回应包在传输过程中丢失

情景③——关于回应包是否需要编号的解释

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在开始这篇博客之前，大家来思考一下，什么是可靠传输呢？想要实现可靠传输需要解决哪些问题呢？

就好像你给你的同桌传纸条，最基本的问题，你要确保纸条会被同桌收到，两台主机之前的信息交流也是如此，要确保你发送的信息被对方收到。

那么在停止等待协议SW中，这一点是如何做到的呢？

我们先来初步了解一下SW的工作原理，基本过程如下图所示

以下图片均来自UP主——湖科大教书匠

视频链接：【计算机网络微课堂（有字幕无背景音乐版）】 https://www.bilibili.com/video/BV1c4411d7jb?p=25&share_source=copy_web&vd_source=97b6ca34a029129aad2f5e8177ba05f1

SW基本原理：

首先，发送方向接收方发送数据分组，接收方收到发送方发来的数据分组后，对其进行差错检测，若没有误码，则接受该数据分组，并给发送方发送确认分组，简称为ACK，发送方收到对应数据分组的ACK后，才能继续发送数据分组。

如果该数据分组在发送过程中产生了误码，接收方发现误码后，则丢弃该分组，并对发送方发送否认分组，简称为NAK，发送方在收到对应数组分组的NAK后，就会进行重传

由于SW的工作原理，这就导致SW有以下两个特点——

1. 发送方在发送第一个数据分组后，必须收到对应的回应包（ACK或NAK），才能够继续发送数据分组

2. 发送方在发送了某一数据分组时，并不能直接将该数据分组从缓存中删除，只有在收到对应数据分组的ACK后，才会将其从缓存中删除

了解了SW的工作原理与特点，我们来做几个情景假设，来更好的了解SW

关于更好了解停止等待协议SW的三个情景假设

情景①——发送方发送的数据分组在传输过程中丢失

情景描述：

在这种情景下，接收方收不到该数据分组，也就无法回应对应的ACK或NAK，由于SW的等待机制，发送方会一直处于等待回应分组的状态，从而会导致发送方一直不会发送下一个数据分组，从而陷入死循环

想要解决该问题，我们就需要设定一个计时器，比如在发送方发送完一个数据分组后，启动一个计时器，如果到了设定的最长等待时间，发送方还是没有收到对应的回应包的话，就会重发该分组，这就是超时重传，一般设定的最长等待时间略大于从发送方到接收方的平均往返时间

情景②——接收方发送的回应包在传输过程中丢失

情景描述：

发送方给接收方发送了某一分组，接收方的回应分组在传输过程中丢失了，发送方重传，接收方收到了，并且发送方收到了对应的回应包。

问题来了，接收方怎么判断出这两个分组是重复的呢？

相信很多同学都想到了解决办法，那就是编号

为了避免分组重复传输这种错误，必须给每个分组带上序号

问题来了，请大家思考一下，我们需要几个比特位来实现这个编号呢？

其实只需要一个比特位就够了，由于SW的停止等待机制导致发送方一次只能发送一个分组，所以只要前一个分组和后一个分组的序号不一样就可以了，所以只用一个比特位来编号就可以了

比如第一个分组序号是0，第二个是1，第三个是0，这样接收方就能够判断收到的数据分组是否是重复的

情景③——关于回应包是否需要编号的解释

有些反应比较快的同学会想到，你这发送的数据分组需要编号，对应的回应包不需要编号吗？

确实是需要的，接下来我们来看这样一个情景，有点绕，需要大家稍微思考一下，大家看懂了下面的文字和图片就能够理解为什么回应包需要编号了

情景描述——

1. 发送方发送数据分组DATA0，接收方接收到了并发送了回应包ACK0
2. 但是由于网络堵塞导致ACK0迟到了，ACK0到达的时间超过了计时器设定的最长等待时间
3. 发送方先重传了DATA0，在收到ACK0后发送方发送了DATA1
4. 接收方接收到重传的DATA0并丢弃，同时对重传的DATA0也发送了回应包ACK0
5. 发送方收到了重传的DATA0的ACK0

问题来了，发送方怎么判断这个ACK0是重传数据分组DATA0的回应包还是DATA1的回应包呢？

我们来进一步思考一下，如果不对回应包进行编号的话，接下来可能会发生什么情况呢？

情景拓展：

1. 如果不对其进行编号的话，发送方就会认为这个ACK0是DATA1的回应包，并传送下一个数据分组DATA2
2. 如果DATA2在传输过程中丢失了，结果发送方收到了真正的DATA1的回应包
3. 发送方就会认为DATA2已经被接收方接收到了，并发送DATA3
4. 实际上接收方并没有接收到DATA2，这样就少了一个数据，导致了数据的不完整

这也就是回应包也需要编号的原因，同样，只需要一个比特位就够了，原因同上所述

以上就是对停止等待协议SW的一些思考和解释

快一个月没好好写一篇博客了，今天也算是弥补了一些我的愧疚感

今天的学习记录到此结束啦，咱们下篇文章见，ByeBye！