《计算机网络基础》 第3章 流量控制和差错控制

1 L
B L
▪ 当帧长L固定时， 越大，B就越大
➢ 说明速率越高或距离越远 ➢ < 1，说明发送完一个帧后，第一位还未到达对方
即，一个帧占不满一条链路
7
停止等待链路的利用率公式
▪ 线路利用率U（等待效率）：
➢ 传输时间占总时间的比例
UBiblioteka Baidu
传输时间 传输时间 2传播时间
1
1 2
➢ 参考：总传输效率
c
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流量控制的概念
▪ 确保发送实体发送的数据不会超出接收实体接收 数据能力
➢ 防止缓冲区溢出
▪ 传输时间
➢ 把所有比特发送到媒介所需要的时间
▪ 传播时间
➢ 一个比特沿链路传播所需要的时间
▪帧 ▪ 链路
4
3.1.1 停-等流量控制方法
▪ 源实体传输一个帧 ▪ 目的实体接收帧后，返回一个确认 ▪ 源实体在发送下一帧之前必须等待ACK ▪ 目的站点可不发送 ACK以终止流量传输 ▪ 适用于发送少量的但较长的帧
➢ 随机差错、独立差错
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突发错
▪ 突发错是指几乎是连续发生的一串错 ▪ 冲激噪声 ▪ 无线传输中的信号衰落 ▪ 对高数据速率影响更大
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突发错的定义
▪ 突发长度 B ▪ 连续 B 比特中的第一个和最后一个比特错，中间
的任意一串比特也有错
➢ 长度 >= 给定值x
▪ IEEE定义：两个相邻错误比特之间的正确比特数 小于规定的标准。
葡萄酒策略和牛奶策略
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3.2 差错校验编码原理
3.2.1 差错类型 3.2.2 校验码的分类 3.2.3 编码的纠检错能力
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3.2.1 差错类型
▪ 单比特错 ▪ 突发错
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单比特错
▪ 孤立，只改变一个比特 ▪ 不影响邻近的比特 ▪ 白噪声
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等待效率
▪ 链路的等待效率
➢ 传输时间占总时间的比例
▪ 链路比特长度B
B R d V
R：数据速率(bps )
d：距离（米）
V：传播速率（米/秒 ）
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参数 与帧长、链路长度的关系
▪ 设帧长度为L，则
传播时间 传输时间
d L
/V /R
R d V
▪ 传播速率30万公里/秒 ▪ 链路比特长度B=240 000比特 ▪ =B/L=240000/8000=30 ▪ U=1/(1+2 )=1/(1+60)=1.62%
▪ 传播时延240ms，传输一个帧8ms ▪ 总耗时8 + 2*240(环路延迟）=488ms ▪ U=8/488=1.64%
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3.1.2 滑动窗口流量控制
▪
=1000比特
▪ =B/L=1000/8000=0.125
▪ U=1/(1+2 )=1/(1+0.25)=80%
▪ 传输一个帧8微秒，传播时延1微秒 ▪ 总耗时8 + 1（帧）+ 1（ACK）=10微秒 ▪ U=8/10=80%
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停止等待链路的利用率举例2
▪ 卫星链路：1 Mbps，36000km，帧长8000比特， 求其利用率。
▪ 滑动窗口法允许发送方在等到确认以前， 可以连续发送多个数据帧
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滑动窗口流量控制
▪ 允许一次传送多个帧 ▪ 接收器有长度为W个帧的缓冲区 ▪ 不等待任何 ACK的情况下，发送器可发送W个帧
➢ 窗口尺寸
▪ 每个帧通过序号来标识 ▪ ACK 中包含下一个希望接收到的帧的序号 ▪ 序列号范围与字段长度 (k)有关
《计算机网络技术》
第3章 流量控制和差错控制
南开大学通信工程系
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第3章 流量控制和差错控制
▪ 3.1 流量控制 ▪ 3.2 差错校验编码原理 ▪ 3.3 差错校验编码 ▪ 3.4 差错控制 ▪ 3.5 ARQ差错控制方法
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3.1 流量控制
3.1.1 停-等流量控制方法 3.1.2 滑动窗口流量控制方法 3.1.3 其它流量控制方法
➢ 帧的序号以 2k 为模 ➢ 最大窗口尺寸2k -1
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滑动窗口例子
发送方A
▪ 窗口尺寸为7
0
7
1
A可发送
七个帧 6
2
5
3
4
Ns=0
Ns=1
传输之后. A收缩它的窗口 7
6
0 1
2
Ns=2
5
3
4
确认之后
7
A扩大它的窗口
0 1
6
2
Ns=3 Ns=4
5
3
4
Ns=5 Ns=6
Ns=7
0
7
1
6
2
A调整发送窗口
纠正t个错误； ▪ 3. 若d ≥ e + t + 1 （e > t），只要出错位数不
超过e，则可纠正t个错误，同时检测出e个错误。
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码距与编码纠检错能力的关系
▪ 1. 若d ≥ e + 1，只要出错位数不超过e，则可检测 出e个错误；
➢ 给定值x
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3.2.2 校验码的分类
▪ 1. 检错码和纠错码 ▪ 2. 分组码和卷积码 ▪ 3. 线性码和非线性码 ▪ 4. 系统码和非系统码
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3.2.3 编码的纠检错能力
▪ 海明距离
➢ 两个码字之间对应位不同的个数
▪ 码距
➢ 某种编码的码距是全部码字中两两之间海明距离的最 小值。
▪ 合法码字
➢ 如果一个码字符合编码规则，则称该码字是一个合法 码字。
▪ 非法码字
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编码的纠检错能力
▪ 码距d与编码的检错和纠错能力的关系是： ▪ 1. 若d ≥ e + 1，只要出错位数不超过e，则可
检测出e个错误； ▪ 2. 若d ≥ 2t + 1，只要出错位数不超过t，则可
5
3
4
Ns=0
Ns为发送的帧序号 Nr为下一个等待接收的帧序号 阴影部分为发送窗口和接收窗口
接收方B
0
7
1
B准备
6
2 接受七个帧
5
3
4
0
7
1
Nr=3 6
B确认三个帧 2 并调整它的
窗口
5
3
4
0
7
1
B决定限制信
6
2 息流
Nr=4
5
3
4
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3.1.3 其它流量控制方法
▪ 1．预约缓冲区法 ▪ 2．带宽限制法 ▪ 3．RTS/CTS硬件流量控制 ▪ 4．XON/XOFF流量控制协议 ▪ 5．定时延迟 ▪ 6．许可证法 ▪ 7．分组丢弃法
w
s
nr n
n n RT
(1
PB )
nr n RT
(1
PB )
n：帧长；r：冗余位；T：环路延迟时间；
R：数据速率，PB：误帧率
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停止等待链路的利用率举例1
▪ 光纤链路：1 Gbps，200m，帧长8000比特，求其利用率.
▪ 传播速率20万公里/秒
▪ 链路比特长度B=R*d/V
▪
=1Gbps*200m/20万公里/秒