数据链路层-ARQ协议-指导
ARQ简介
ARQ简介自动重传请求（Automatic Repeat-reQuest，ARQ）是OSI模型中数据链路层的错误纠正协议之一。
它包括停止等待ARQ协议和连续ARQ协议，错误侦测（Error Detection）、正面确认（Positive Acknowledgment）、逾时重传（Retransmission after Timeout）与负面确认继以重传（Negative Acknowledgment and Retransmission）等机制。
停止并等待ARQ协议(stop-and-wait)停止并等待协议的工作原理如下：1.发送点对接收点发送数据包，然后等待接收点回复ACK并且开始计时。
2.在等待过程中，发送点停止发送新的数据包。
3.当数据包没有成功被接收点接收时候，接收点不会发送ACK. 这样发送点在等待一定时间后，重新发送数据包。
4.反复以上步骤直到收到从接收点发送的ACK.发送点的等待时间应当至少大于传输点数据包发送时间（数据包容量除以发送点传输速度），接收点ACK接收时间（ACK容量除以接收点传输速度），数据在连接上的传送时间，接收点检验接收数据是否正确的时间之和。
在实际应用当中，等待时间是这个和的2到3倍。
这个协议的缺点是较长的等待时间导致低的数据传输速度。
在低速传输时，对连接频道的利用率比较好，但是在高速传输时，频道的利用率会显著下降。
连续ARQ协议(Continuous ARQ)为了克服停止并等待ARQ协议长时间等待ACK的缺点。
这个协议会连续发送一组数据包，然后再等待这些数据包的ACK.选择重复 (Selective Repeat)•发送点连续发送数据包但对每个数据包都设有个一个计时器。
•当在一定时间内没有受到某个数据包的ACK时，发送点只重新发送那个没有ACK的数据包这个方法的缺点是接收点收到的数据包的顺序可能不是发送的数据包顺序。
因此在数据包里必须含有顺序字符来帮助接受点来排序。
arq协议
arq协议ARQ协议（Automatic Repeat Request protocol）是一种数据传输协议，主要用于在无线通信中处理数据传输中的错误。
ARQ协议通过在传输数据时引入确认机制和重传机制，以保证数据传输的可靠性。
ARQ协议的基本原理是发送方在发送每个数据包之后等待接收方的确认信号。
如果发送方在一定时间内没有收到确认信号，或者接收方发送了错误的确认信号，发送方将重新传输该数据包。
这样可以确保数据在传输过程中的可靠性。
ARQ协议通常分为停等ARQ和连续ARQ两种形式。
停等ARQ是指发送方在发送数据包后会进入等待状态，直到收到确认信号才能发送下一个数据包。
连续ARQ则允许发送方在等待确认信号的同时继续发送其他数据包。
ARQ协议的重传机制是其中最重要的部分。
当发送方没有在规定时间内接收到确认信号时，会将数据包进行重传。
为了避免无限重传，ARQ协议通常会设置一个重传次数的上限。
如果在达到重传次数上限后仍然没有收到确认信号，发送方将停止发送并通知用户进行相应的处理。
ARQ协议的确认机制则是通过接收方发送确认信号来告知发送方数据包是否正确接收。
确认信号可以是一个单独的信号，也可以通过传送一个特殊的确认帧来实现。
当接收方收到正确的数据包时，会发送一个肯定确认的信号；当接收方接收到错误的数据包时，会发送一个否定确认的信号，以触发发送方进行重传。
ARQ协议还可以根据需要进行不同的优化。
例如，在连续ARQ中，发送方可以选择一次性发送多个数据包而不需要等待每个数据包的确认信号。
这种方式可以提高传输的效率，但也会增加重传的代价。
总的来说，ARQ协议通过引入确认机制和重传机制，保障了数据传输的可靠性。
在无线通信中，由于信道的不确定性，ARQ协议是一种常用的数据传输协议。
它不仅可以在数据传输中检测和纠正错误，还可以提供实时性较高的数据传输服务。
因此，在无线通信中，ARQ协议具有重要的应用价值。
ARQ协议
13/13
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总结
从滑动窗口的观点来统一看待1比特滑动窗口、回退N及
选择重传三种协议，它们的差别仅在于各自窗口尺寸的
大小不同而已。1比特滑动窗口协议:发送窗口=1，接收 窗口=1;后退n协议:发送窗口>1，接收窗口=1;选择重传 协议:发送窗口>1,接收窗口>1
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谢谢！
第一部分
Electrical and Mechanical
工作原理
目 连续 ARQ 录 协议
回退N帧与滑动窗口
选择重传
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工作原理
简单来说：
第一部分
Electrical and Mechanical
My class one, our home
原理介绍
就是发送方每发完一帧就停下来等待对方的 应答，如果在设定的时间内得不到接收方的 应答，或得到一个否认应答（NAK），则重新 发送原帧；如果得到一个肯定应（ACK），则 发送新帧。
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滑动窗口
当发送窗口尺寸和接收窗口的大小都等于 1时， 就退化为停止等待协议。 当发送窗口大于1，接收窗口等于1时，就是回退 N步协议。 当发送窗口和接收窗口的大小均大于1时，就是 选择重发协议。
第一部分
可以在收到确认信息之前发送多个数据分组。提 高了网络的吞吐量，解决了端到端的通信流量控 Electrical and Mechanical My class one, our home 制问题
08机电1班
My class one
Electrical and Mechanical
ARQ 协议
刘永霞
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ARQ
一、ARQ（Automatic Repeat-reQuest）是OSI模型中数据链路层的错误纠正协议之一。
它包括停止等待ARQ协议和连续ARQ协议，错误侦测（Error Detection）、正面确认（Positive Acknowledgment）、逾时重传（Retransmission after Timeout）与负面确认继以重传（Negative Acknowledgment and Retransmission）等机制。
自动重传请求（Automatic Repeat reQuest），通过接收方请求发送方重传出错的数据报文来恢复出错的报文，是通信中用于处理信道所带来差错的方法之一，有时也被称为后向纠错（Backward Error Correction，BEC）；另外一个方法是信道纠错编码。
传统自动重传请求分成为三种，即停等式(stop-and-wait）ARQ，回退n帧（go-back-n）ARQ，以及选择性重传（selective repeat）ARQ。
后两种协议是滑动窗口技术与请求重发技术的结合，由于窗口尺寸开到足够大时，帧在线路上可以连续地流动，因此又称其为连续ARQ协议。
三者的区别在于对于出错的数据报文的处理机制不同。
三种ARQ协议中，复杂性递增，效率也递增。
除了传统的ARQ，还有混合ARQ（Hybrid-ARQ）。
1.停等式ARQ在停等式ARQ中，数据报文发送完成之后，发送方等待接收方的状态报告，如果状态报告报文发送成功，发送后续的数据报文，否则重传该报文。
停等式ARQ，发送窗口和接收窗口大小均为1，发送方每发送一帧之后就必须停下来等待接收方的确认返回，仅当接收方确认正确接收后再继续发送下一帧。
该方法所需要的缓冲存储空间最小，缺点是信道效率很低。
2.回退n帧的ARQ在回退n帧的ARQ中，当发送方接收到接收方的状态报告指示报文出错后，发送方将重传过去的n个报文。
回退N，发送窗口大于1，接收窗口等于1。
ARQ协议
当右边沿向左移动时，称为窗口收缩.建议不要使用这种方式。 但TCP必须能够在某一端产生这种情况时进行处理。 如果左边沿到达右边沿，则称其为一个零窗口。 注意： （1）发送方不必发送一个全窗口大小的数据。 （2）来自接收方的一个报文段确认数据并把窗口向右边滑 动，这是因为窗口的大小事相对于确认序号的。 （3）窗口的大小可以减小，但是窗口的右边沿却不能够向 左移动。 （4）接收方在发送一个ACK前不必等待窗口被填满。
这种丢弃策略会引发tcp 全局同步现象—当队列同时丢弃多个 tcp 连接的报文时，将造成多个tcp 连接同时进入拥塞避免和慢启 动状态以降低并调整流量，而后又会在某个时间同时出现流量高 峰，如此反复，使网络流量忽大忽小，造成网络带宽利用率降低， 使带宽利用率总在高峰和低谷间振荡。 ②red 与wred 为避免tcp 全局同步现象，可使用red（random early detection， 随机早期检测）或wred（weighted random early detection，加权随 机早期检测）。 在red 类算法中，为每个队列都设定一对低限和高限值，并规 定： (1)当队列的长度小于低限时，不丢弃报文。 (2)当队列的长度超过高限时，丢弃所有到来的报文。
滑动窗口协议，是TCP使用的一种流量控制方法。该协议允 许发送方在停止并等待确认前可以连续发送多个分组。由于发送 方不必每发一个分组就停下来等待确认，因此该协议可以加速数 据的传输。 1，基本概念 只有在接收窗口向前滑动时（与此同时也发送了确认），发 送窗口才有可能向前滑动。 收发两端的窗口按照以上规律不断 地向前滑动，因此这种协议又称为滑动窗口协议。 当发送窗口和接收窗口的大小都等于 1时，就是停止等待协 议。 当发送窗口大于1，接收窗口等于1时，就是回退N步协议。 当发送窗口和接收窗口的大小均大于1时，就是选择重发协 议。 协议中规定，对于窗口内未经确认的分组需要重传。这种分 组的数量最多可以等于发送窗口的大小，即滑动窗口的大小n减 去1（因为发送窗口不可能大于（n-1），起码接收窗口要大于等 于1）。
计算机网络之ARQ协议
计算机网络之ARQ协议ARQ协议，全称为Automatic Repeat Request（自动重传请求），是一种常用的计算机网络中用于可靠数据传输的协议。
它通过在发送端和接收端之间进行数据包的确认和重传，来确保数据的可靠传输。
ARQ协议是一种基于反馈机制的协议，它根据接收端对数据包的确认或否认进行相应的处理。
一般而言，ARQ协议分为停止-等待ARQ、连续ARQ（Go-Back-N ARQ和选择性重传ARQ）等不同类型。
1. 停止-等待ARQ停止-等待ARQ是一种最简单的ARQ协议。
发送端发送一个数据包后，会停止发送并等待接收端的确认。
接收端收到数据包后，会发送一个确认信息给发送端，表示该数据包已经成功接收。
如果发送端在一定时间内没有收到确认信息，就认为该数据包丢失，会进行重传。
停止-等待ARQ的特点是简单，但效率较低。
发送端必须等待确认信息才能发送下一个数据包，无法充分利用网络带宽。
2. 连续ARQ连续ARQ是相对于停止-等待ARQ而言的一种改进协议。
它允许发送端连续地发送多个数据包，而不需要等待每个数据包的确认。
2.1 Go-Back-N ARQGo-Back-N ARQ是一种基于滑动窗口的连续ARQ协议。
发送端维护一个发送窗口，其中包含了多个已发送但未收到确认的数据包。
接收端维护一个接收窗口，其中包含了多个按顺序到达的数据包。
发送端发送数据包后，不需要等待确认即可继续发送下一个数据包。
接收端在正确接收到数据包时，发送一个累积确认，表示已成功接收到所有数据包。
如果接收端检测到有数据包丢失或损坏，会要求发送端进行重传。
Go-Back-N ARQ的特点是简单有效，但可能会出现连续数据包被丢失而导致的重复传输。
2.2 选择性重传ARQ选择性重传ARQ是一种更加精细的连续ARQ协议。
发送端维护一个发送窗口，其中包含了多个已发送但未收到确认的数据包。
接收端维护一个接收窗口，其中包含了多个按顺序到达的数据包。
ARQ协议实验指导.
1.数据帧含有一位(偶校验位D7:接收端程序对数据帧进行检错,通过应答帧告诉
发送端接收是否正确(应答帧是指确认帧ACK或否认帧NAK;
2.ACK值=0FH(即二进制00001111, NAK值=0EH(即00001110;
3.发送端程序收到ACK,将发送下一个数据;
4.发送端程序收到NAK,将重发刚才发送的数据。
数据链路层实验-ARQ协议实验指导
一、实验系统说明
实验系统包括ARQ协议发送端程序(AQ_S*.exe,接收端程序(ARQ_R*.exe和信道仿真程序(xds.exe,发送端发送的数据经过信道仿真程序传输给接收端。信道仿真程序可以模拟实际传输过程中信道上数据帧或应答帧丢失、差错和传输时延等各种情况,从而验证ARQ协议发送端、接收端程序应对传输过程中各种问题的能力。
2.还存在什么问题?
ARQ协议4:引入确认帧携带发送序号0~1
实现;
1.每个确认帧ACK(D6位携带不同的发送序号Ns=0~1;
2.如果发送端收到的ACK中的Ns与刚才发送的数据帧中的Ns相同,则发送下一个
数据帧,否则重发刚才的数据帧。
问题:
1.ACK有必要携带Ns吗?它能解决什么问题?
2.还存在没有解决的问题吗?
问题:
1.如果发送端程序的超时时间设置较长或较短,会出现什么问题?如何选择超时时间
的长短?
2.还存在什么问题?
ARQ协议3:数据帧携带发送序号0~1,解决“重复帧”问题
实现:
1.每个数据帧(D6位携带不同的发送序号Ns=0~1;
2.如果接收端收到相同Ns的数据帧,则丢弃并回送一个ACK;
问题:
1.能彻底解决“重复帧”问题吗?
问题:
1.什么情况下发送端发出的数据可以可靠到达接收端?
第6周：数据链路层(ARQ,PPP)
10
10
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数据中的Flag 位模式被转换 成“双字节模 式”
32
课堂练习
3-18 一个PPP帧的数据部分（用十六进制写出） 是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试 问真正的数据是什么（用十六进制写出）？ 3-19 PPP协议使用同步传输技术传送比特串 0110111111111100。试问经过零比特填充后 变成怎样的比特串？若接收端收到的PPP帧的 数据部分是0001110111110111110110，问删 除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？
实现透明传输
“数据透明” 要求：数据中必须可以包括帧中flag字段 的固定位模式：01111110（7EH） Q: 如何判断这个<01111110>到底是数据还是flag? A: PPP用在SONET/SDH链路时，使用同步传输，使用与 HDLC相同的零比特填充法
• 发送方：
–数据中的所有<01111110>字节 –发送数据段时发送连续5个1即插入一个0
23
1. PPP 协议应满足的需求
实现链路的动态管理， 自动恢复连接
载荷部分最大长度 1500Byte
为用户主机动态分配 IP地址
• • • • • • • • • •
简单——这是首要的要求 差错检测 封装成帧 透明性 多种网络层协议 多种类型链路 检测连接状态 最大传送单元 网络层地址协商 数据压缩协商
建立
协商选项
检测到 载波
认证
成功或 不需认 证
配置失败 或线路中 断
失败
静止
网络
载波 停止
终止
关闭链路
打开
NCP配 置
28
arq协议书
ARQ协议书1. 简介ARQ（Automatic Repeat reQuest）是一种用于可靠数据传输的协议。
在计算机网络中，由于通信信道的不可靠性，数据包很可能会丢失、出错或乱序到达目的地。
ARQ协议通过发送方和接收方之间的反馈机制，实现了可靠的数据传输。
本文档将详细介绍ARQ协议的工作原理、主要特点以及相关的应用场景。
2. 工作原理ARQ协议工作的基本原理是通过发送方和接收方之间的数据确认和重传来实现可靠的数据传输。
具体步骤如下：1.发送方将数据分割成一定大小的数据包，并为每个数据包分配一个唯一的序列号。
2.发送方将数据包发送给接收方。
3.接收方收到数据包后进行检验，如果数据包正确无误，则发送确认ACK （Acknowledgement）给发送方；如果数据包出错或者丢失，则发送否定的确认NACK给发送方。
4.发送方根据接收到的ACK或NACK信息，进行相应处理：–如果接收到ACK，则发送方继续发送下一个数据包。
–如果接收到NACK，则发送方重传丢失或错误的数据包。
5.循环执行步骤3和步骤4，直至所有数据包都被正确接收。
3. 特点和优势ARQ协议具有以下几个特点和优势：•可靠性：通过反馈机制和重传机制，ARQ协议能够确保数据的可靠传输，减少丢包和错误。
•适应性：ARQ协议能够根据网络状况和负载情况进行自适应，动态调整重传策略和速率，提高传输效率。
•简单性：ARQ协议基本的工作原理简单清晰，易于实现和理解。
•广泛应用：ARQ协议在各种网络通信环境中都有广泛应用，包括局域网、广域网以及无线通信等。
•兼容性：ARQ协议和现有的网络协议兼容性良好，可以与其他协议配合使用，提高整体网络性能。
4. 应用场景ARQ协议适用于许多不同的应用场景，下面列举了一些常见的应用场景：4.1 网络通信在网络通信中，ARQ协议通常被用于确保数据的可靠传输。
例如，在传统的TCP/IP协议中，ARQ协议被用于TCP的可靠传输机制，保证数据在传输过程中不丢失、不出错、不乱序，从而提供了稳定可靠的网络通信。
计算机网络之ARQ协议
(3) 将接收缓存中的数据帧上 交主机。
(4) 向发送结点发一信息，表 示数据帧已经上交给主机。
(5) 转到(1)。
❖ 两种情况的对比（传输均无差错）
不需要流量控制
A
B
需要流量控制
A
B
送主机 B
送主机 B
送主机 B
时
间
送主机 B
送主机 B 送主机 B
2.3 实用的停止等待协议
的代码
1. 数据链路层的基本概念
❖ 链路(link)是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有 任何其他的交换结点。 ❖ 数据链路(data link) 除了物理线路外，还必须有通信协 议来控制这些数据的传输。若把实现这些协议的硬件和软 件加到链路上，就构成了数据链路。
数据链路/逻辑链路=物理链路+通信规程
❖ 需要注意
(1) 接收端只按序接收数据帧。虽然在有差错的 2号帧之后 接着又收到了正确的 3 个数据帧，但接收端都必须将这些 帧丢弃，因为在这些帧前面有一个 2 号帧还没有收到。 (2) ACK1 表示确认 0 号帧 DATA0，并期望下次收到 1 号 帧；ACK2 表示确认 1 号帧 DATA1，并期望下次收到 2号 帧。依此类推。
A
B
送 主 机
送
时
主
间
机
(a) 正常情况
四种情况
A
B
A
B
出错
丢
失
tout
！
重 传
送 主 机
(b) 数据帧出错
重 传
送 主 机
(c) 数据帧丢失
Aห้องสมุดไป่ตู้
B
tout 丢
arq协议书原理
arq协议书原理甲方：[甲方全称]地址：[甲方地址]法定代表人：[甲方法定代表人姓名]乙方：[乙方全称]地址：[乙方地址]法定代表人：[乙方法定代表人姓名]鉴于甲方拥有[具体技术或产品]的知识产权，乙方希望使用甲方的技术或产品，双方本着平等互利的原则，经友好协商，就ARQ（自动重传请求）技术的使用达成如下协议：第一条定义1.1 “ARQ技术”指甲方拥有的自动重传请求技术，该技术允许在数据传输过程中，接收方检测到错误时，自动请求发送方重新发送数据。
1.2 “授权使用”指乙方根据本协议获得的对ARQ技术的使用权。
第二条授权范围2.1 甲方同意授予乙方非独占性、不可转让的使用权，允许乙方在[具体领域或用途]中使用ARQ技术。
2.2 乙方不得将ARQ技术用于任何未经甲方书面同意的其他领域或用途。
第三条授权期限3.1 本协议的授权期限自[起始日期]起至[终止日期]止。
第四条技术提供与支持4.1 甲方应向乙方提供ARQ技术的相关文档、资料和必要的技术支持。
4.2 甲方保证所提供的ARQ技术不侵犯任何第三方的知识产权。
第五条保密条款5.1 双方应对本协议内容及在履行本协议过程中获得的对方的商业秘密和技术秘密负有保密义务。
5.2 未经对方书面同意，任何一方不得向第三方披露、泄露或允许第三方使用上述保密信息。
第六条费用及支付方式6.1 乙方应向甲方支付[具体金额]作为使用ARQ技术的授权费用。
6.2 授权费用应在本协议签订之日起[支付期限]内一次性支付至甲方指定账户。
第七条违约责任7.1 如任何一方违反本协议的任何条款，违约方应承担违约责任，并赔偿守约方因此遭受的所有损失。
第八条争议解决8.1 本协议的解释、适用及争议解决均适用[适用法律]。
8.2 双方因本协议产生的任何争议，应首先通过友好协商解决；协商不成时，任何一方可向甲方所在地的有管辖权的人民法院提起诉讼。
第九条协议的变更和终止9.1 本协议的任何变更和补充均应以书面形式作出，并经双方授权代表签字盖章后生效。
数据链路层-ARQ协议-指导
•任务1.同学编写数据链路层通信协议，由《发送端程序》和《接收端程序》实现，确保数据可靠传输；2.总结实验过程（实验报告，左侧装订）：方案、编程、调试、结果、分析、结论。
•成绩评定1. 若完全实现无差错传输（无丢失、无差错、不重叠、不乱序、...）且实验报告出色，5分；2. 若完成部分无差错传输，依据实验结果定成绩，3～4分；3. 若没有完成基本的传输任务，依据实验结果定成绩，1～2分；4. 没有进行实验和无实验报告者，0分；•实验环境1. Windows 9x/NT/2000/XP/20032. TCP/IP协议•同学程序1. 认真复习数据链路层内容，熟悉编程语言C、C++和WINDOWS程序设计技术（查阅参考书）；2. 开发工具：Visual C++ 6.0、Visual Basic 6.0、C++ Builder、Java、C#、TurboC/C++或其它；3. 程序示例：理想信道的《发送端程序》和《接收端程序》（含源码VC6.0）；1. ARQ基本协议1:_引入检错和应答帧2. ARQ基本协议2:_引入超时计时器3. ARQ基本协议3:_引入数据帧携带发送序号0～14. ARQ基本协议4:_引入确认帧携带发送序号0～15. ARQ基本协议5:_引入应答帧含有校验码6. ARQ基本协议6:_引入数据帧和确认帧含有发送序号0～7，Ws=1,Ws=17. 下载：ARQ基本协议1～6及数字信道仿真程序4. 示例实验指导•协议设计建议－协议中不考虑成帧1. 数据帧和应答帧以字节为单位；2. 数据帧：低4位D3～D0为数据段（取值0000B～1001B，即0～9），最高位为校验位（D7），发送序号段：D6～D4；3. 应答帧：确认帧ACK：低4位D3～D0取值1111B（FH），否认帧NAK：低4位D3～D0取值1110B（EH），发送序号段：D6～D4；4. 按上述定义，发送序号个数最大为8；实际使用时，可自行选取发送序号个数2或4，甚至不使用。
连续ARQ协议
连续ARQ协议连续自动重传请求（Continuous Automatic Repeat reQuest，简称连续ARQ）是一种数据链路层的协议，用于在数据传输过程中实现可靠的错误检测和纠正。
在这种协议中，发送方会连续发送多个数据帧，而接收方则会对每个接收到的数据帧进行确认或否定，以便发送方能够及时进行重传。
连续ARQ协议的工作原理是基于滑动窗口的概念。
发送方和接收方都维护一个窗口，用于跟踪已发送和已接收的数据帧。
发送方可以在窗口内发送多个数据帧，而接收方则可以按序接收这些数据帧，并发送确认信息。
如果发送方收到了确认信息，就会将窗口向前滑动，发送下一个数据帧；如果接收方检测到有丢失或损坏的数据帧，就会发送否定信息，要求发送方进行重传。
在连续ARQ协议中，有两种常见的实现方式，停-等ARQ和选择重传ARQ。
停-等ARQ是指发送方在发送一个数据帧后，必须等待接收到对应的确认信息后才能发送下一个数据帧。
而选择重传ARQ则允许发送方在等待确认信息的同时继续发送后续的数据帧，只需对未收到确认的数据帧进行重传。
连续ARQ协议的优点之一是能够充分利用网络带宽，提高数据传输的效率。
由于发送方和接收方可以并行进行数据传输和确认，因此可以减少传输过程中的空闲时间，提高整体的数据吞吐量。
此外，连续ARQ协议还能够自适应网络状况，根据丢失或损坏的数据帧进行及时的重传，从而提高了数据传输的可靠性。
然而，连续ARQ协议也存在一些缺点。
首先，由于发送方和接收方需要维护窗口和进行确认信息的交互，会增加一定的控制开销。
其次，如果网络延迟较大或丢包较多，可能会导致发送方不断地进行重传，从而降低了整体的数据传输效率。
因此，在实际应用中，需要根据具体的网络环境和要求来选择合适的ARQ协议实现方式。
总的来说，连续ARQ协议是一种常用的数据链路层协议，能够实现可靠的数据传输，并且具有一定的灵活性和适应性。
在实际应用中，需要根据具体的需求和网络环境来选择合适的ARQ实现方式，以达到最佳的数据传输效果。
2.3ARQ协议
〔0,3〕 〔2,5〕 SN 0 1 2 3 4 5 〔4,7〕 〔5,8〕 2 4 5
RN
0 0
1 1
2 2
3 3
4 4 5
5
2.2链路层的差错控制技术 返回n-ARQ的序号
返回n-ARQ的序号也可以用模为m(m>n)的整数来表示。 例如，取模8则可用3比特来表示序号，此时最大的窗口 取值只能为7。 如果n=m，则系统无法正常工作。其原因如下：假设， 发端发送8帧后，收到了对方的所有确认，则将发送新 的8帧，其序号为0~7。如果发端发送8帧后，收端发送 的应答未能到达发端，发端将重发这8帧，其序号仍为 0~7。由于这两种情况对收端而言是无法区分的，因而 在接收到第二次序号为0~7的帧时，收端无法区分是新 的帧还是重发的帧。
2.2链路层的差错控制技术 返回n-ARQ(2)
这里n是一个重要参数，它叫做（滑动）窗口宽度 。
n(=5)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 已收到确认 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
已收到确认
2.2链路层的差错控制技术 返回n-ARQ(3)
从图中可以看出，如果收端能及时返回应答，则发
0
〔2,5〕
4 1 2 3 4
0
1
2
3
1
1
1
1
1பைடு நூலகம்
2
3
2.2链路层的差错控制技术 返回n-ARQ(5)
反向帧长对发端窗口的影响
〔0,3〕 SN 0 1 2 3 〔1,4〕 4 〔3,6〕 1 3 〔4,7〕 4 5
网路七层协议图之每一层对应的设备及功能
⽹路七层协议图之每⼀层对应的设备及功能OSI七层协议在⽹络传输中扮演的⾓⾊及功能：7、应⽤层——–电脑的各种数据6、表⽰层 ——– 处理⽤户信息的表⽰问题，如编码、数据格式转换和加密解密5、会话层——–会话管理、会话流量控制、寻址、寻址4、传输层——–各种协议(TCP/IP中的TCP协议、Novell⽹络中的SPX协议和微软的NetBIOS/NetBEUI协议。
)3、⽹络层——–路由器（通过路由选择算法，为报⽂或分组通过通信⼦⽹选择最适当的路径）2、数据链路层—-交换机/⽹桥（负责建⽴和管理节点间的链路，通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为⽆差错的、能可靠传输数据帧的数据链路）1、物理层——–集线器/中继器（利⽤传输介质为数据链路层提供物理连接，实现⽐特流的透明传输。
）1、物理层物理层协议:物理层:(典型设备：中继器，集线器、⽹线、HUB) 数据单元：⽐特（Bit）以太⽹物理层、调制解调器、PLC 、SONET/SDH 、G.709 、光导纤维、同轴电缆、双绞线1.1介绍：在OSI参考模型中，物理层（Physical Layer）是参考模型的最低层，也是OSI模型的第⼀层。
物理层的主要功能是：利⽤传输介质为数据链路层提供物理连接，实现⽐特流的透明传输。
物理层的作⽤是实现相邻计算机节点之间⽐特流的透明传送，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。
使其上⾯的数据链路层不必考虑⽹络的具体传输介质是什么。
“透明传送⽐特流”表⽰经实际电路传送后的⽐特流没有发⽣变化，对传送的⽐特流来说，这个电路好像是看不见的。
物理层概述：这⾥写图⽚描述1.2、物理层主要功能：功能⼀：为数据端设备提供传送数据的通路功能⼆：传输数据这⾥写图⽚描述【转】OSI第⼀层物理层介绍集线器/中继器介绍：1．中继器（repeater）中继器是位于第1层（OSI参考模型的物理层）的⽹络设备。
当数据离开源在⽹络上传送时，它是转换为能够沿着⽹络介质传输的电脉冲或光脉冲的——这些脉冲称为信号（signal）。
简要说明arq协议的工作过程
简要说明arq协议的工作过程一、ARQ协议的使用场景在数据通信过程中，由于传输媒介或设备故障等原因，数据在传输过程中可能会出现错误。
如果数据传输错误率较高，就会影响数据的传输质量，从而影响到通信效率和性能。
ARQ协议就是一种为了防止数据传输错误而设计的错误控制协议。
1.无线通信系统中，由于信道干扰和多径衰减等因素的影响，数据传输容易出现错误，需要使用ARQ协议进行错误控制。
3.存储器媒体中，如磁带、光盘等，由于介质硬件问题或读写头老化等原因，读写过程中数据也容易出现错误，需要使用ARQ协议进行错误控制。
二、ARQ协议的工作原理1.发送方发送数据包在ARQ协议中，发送方首先将要传输的数据包进行分组，每组数据称为一个数据帧。
然后将数据帧传输到接收方。
2.接收方接收数据包3.发送方根据反馈信息重传数据包如果发送方收到接收方的反馈信息表示数据包已经接收成功，则继续发送下一个数据帧。
如果接收方的反馈信息表示数据包校验失败，则发送方需要重新发送之前发送的数据帧。
以上四个步骤形成了一个ARQ协议的基本工作流程。
1.停止-等待ARQ停止-等待ARQ协议的优点是实现简单，缺点是不能充分利用信道带宽，效率较低。
2.连续ARQ3.选择重传ARQ选择重传ARQ是ARQ协议中最常用的一种形式。
在选择重传ARQ协议中，接收方使用ACK（确认）和NACK（否定确认）来进行反馈。
当接收方正确接收到帧时，发送ACK；当接收方检测到帧存在错误，则发送NACK，并回复要求重传的序号。
四、总结ARQ协议是一种常用的错误控制协议，使用广泛。
它能够充分利用信道带宽，有效地防止数据传输过程中出现错误，从而提高数据传输的质量和效率。
ARQ协议主要包括停止-等待ARQ、连续ARQ和选择重传ARQ三种形式。
每种形式适用于不同的场景，可以根据实际需要进行选择。
ARQ协议相对于其他错误控制协议的优点是实现简单，能够减少数据包重传次数，缺点是实时性较差，需要一定的时间完成重传过程。
计算机网络数据通信可靠传输机制：停等协议、滑动窗口、ARQ协议
计算机网络数据通信可靠传输机制：停等协议、滑动窗口、ARQ协议2022-08-28 发表于河南计算机网络数据通信过程中，由于一些原因数据在信道传输过程中可能发生如比特差错（1001变为1000），乱序（数据块1、2、5、6、3、4），数据丢失（数据块1、2、5）等问题，那么为了能够使数据可以正确稳定的传输和接收，计算机网络制定了一些规则，即可靠传输机制。
比如在数据链路层的可靠传输通常使用确认和重传两种机制来完成。
•肯定应答：接收方对收到的数据帧校验无误后送回肯定应答信号ACK，它是一种无数据的控制帧，这种控制帧使得接收方可以让发送方知道哪些内容被正确接收，发送方可继续发送后续帧。
•否定应答重传：接收方收到一个数据帧后经校验发现错误，则送回一个否定应答信号NAK，发送方必须重新发送出错帧。
•超时重传：发送方在发送一个数据帧以后就开始一个计时器，在一定时间内如果没有得到关于该数据帧的应答信号，那么就重新发送该数据帧，直到发送成功为止。
我们首先讨论没有传输错误的流控技术，流控是一种协调发送站和接收站工作步调的技术，其目的是避免由于发送速度过快，使得接收站来不及处理而丢失数据。
即传输过程中不会丢失帧，接收到的帧都是正确的，无须重传，并且所有发出的帧都能按顺序到达接收端。
常见的流量控制方式有两种：停止-等待协议、滑动窗口协议。
停止-等待协议停等协议的工作原理是每发送完一个帧就停止发送，等待对方的确认，在收到确认后再发送下一个帧。
停等协议的优点是简单，但是缺点是信道利用率太低。
信道利用率为发送方在一个发送周期内有效地发送数据所需要的时间占整个发送周期的比率。
而发送周期为发送方从开始发送数据到收到第一个确认帧ACK为止的时间。
假设发送站为S1，接收站为S2，tp为传播延迟，tf为发送一帧的时间（称为一帧时），则发送一帧的时间即发送周期为：TFA=2tp+tf。
所以信道利用率：E=tf/(2tp+tf)，若定义a=tp/tf（传播时延与帧时之比）则E=1/(2a+1)。
第3章数据链路层
教
程
计 算 机 网 络
数据链路层的主要功能：
（1）链路管理 数据链路的建立、维持和释放 （2）帧同步 接收方从比特流中能区分帧开始与结束 （3）流量控制(flow control)发送方的发送速率必须是接收 方来得及接收
第 3 章 数 据 链 路 层
（4）差错控制
前向纠错：采用纠错编码（卫星通信） 差错检测：采用检错编码（CRC） （5）将数据和控制信息区分开 （6）透明传输：对传输的数据没有限制 （7）寻址
停止等待协议的算法
在发送结点： （1）从主机取一个数据帧。 （2）V(S)←0。 {发送状态变量初始化} （3）N(S)←V(S)； {将发送状态变量的数值写入 发送序号} 将数据帧送交发送缓存。 （4）将发送缓存中的数据帧发送出去。 （5）设置超时计时器。 {选择适当的超时重传 时间tout } 第 3 章 数 据 链 路 层
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计 算 机 网 络
6、字符填充法: 发送方在可能产生争议的DLE位串之前再增加一 个转义字符（DLE），如 DLE DLE SOH；接收方每 接收到两个连续的DLE则丢弃其中的一个DLE
第 3 章 数 据 链 路 层
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第 3 章 数 据 链 路 层
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5、字符的转义： 在控制字符之前增加一个转义字符（DLE）,防 止数据的二义性。BSC主要支持字符数据的传输，也 可以支持二进制数据传输，但二进制数据时必须被组 合，例如：七位形成一个位组。由于二进制位组合的 随机性，可能出现等同控制字符组的位串（例如： DLE SOH),为了保证数据的透明性（即数据中允许任 意的二进制数据），同时保证这些等同控制字符组的 位串不会导致控制的混乱，BSC采用了字符转义的方 法——字符填充法。 第 3 章 数 据 链 路 层
ARQ部分协议指导
协议3出错的情况1．在数据帧和相应的确认帧都出现差错的情况，协议工作不正常。
◆比如数据2的发送，出现错误了，在接收方发送了一个否认帧◆这个帧也出现错误时，从而从否认帧成为确认帧。
◆这时候发送方会认为发送正确，接着发送数据3，这个数据的编号是数据2的编号不一致，所以接收方收到这个帧丢弃，同时发送回一个确认帧。
◆显然发送方应该接着发送数据4。
这时候就将数据2和3都丢了。
协议3不能完全解决重复帧的情况：这个时候可以选择测试模式3，来验证，具体的情况，当信道收到干扰，延时在某一个时间段变大，由于在信道的帧延时大大超过了正常值，这时候就会出现重复帧的情况。
◆由于超时发送方连续发送了6次0号帧1，收到了一个确认帧。
◆发送方接着发送1号帧2。
◆发送方这时候接收到原来对于0号帧1的确认帧，由于确认帧不带有序号，所以发送方认为这个确认帧是对于1号帧2的确认。
◆接着发送0号帧3，这时候信道回复正常，0号帧3到达接收方。
◆接收方这时候应该接受1号帧2，所以丢弃这个帧，同时发送确认帧。
◆发送方收到确认帧后，继续发送1号帧4，这时候接收方应该收到1号帧2，但是到达的却是1号帧4。
接收方发送一个确认帧。
◆这时候以前的对于1号帧的确认先于这个确认帧到达发送方，发送方发送0号帧5，同时收到编号为16的确认帧，发送1号帧6。
◆这时候0号帧1在外面漂了好久，这时候达到接收方了，接收方认为他是0号帧3，就收下来，而真正的0号帧3达到接收方后认为是重复帧而被丢弃了。
◆这时候就造成重复帧的问题。
对于协议4解决了方案0和3的问题，所以它解决了数据在产生过程中的出错的概率，同时它可以提高接收方发接受速率，同学们可以自己分析。
至于还存在什么问题？我们分析下面这种情况：◆发送方在20号帧6（序号为1）发送的时候，19号帧5（序号为0）达到接收方。
◆接收方发送对19号帧5（序号为0）确认（21号帧0号）达到发送方。
◆由于发送方发送的是20号帧6（序号为1），这时候确认帧和发送帧序号不一致。
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•任务
1.同学编写数据链路层通信协议，由《发送端程序》和《接收端程
序》实现，确保数据可靠传输；
2.总结实验过程（实验报告，左侧装订）：方案、编程、调试、
结果、分析、结论。
•成绩评定
1. 若完全实现无差错传输（无丢失、无差错、不重叠、不乱序、...）且实验报告
出色，5分；
2. 若完成部分无差错传输，依据实验结果定成绩，3～4分；
3. 若没有完成基本的传输任务，依据实验结果定成绩，1～2分；
4. 没有进行实验和无实验报告者，0分；
•实验环境
1. Windows 9x/NT/2000/XP/2003
2. TCP/IP协议
•同学程序
1. 认真复习数据链路层内容，熟悉编程语言C、C++和WINDOWS程序设计技
术（查阅参考书）；
2. 开发工具：Visual C++ 6.0、Visual Basic 6.0、C++ Builder、Java、C#、Turbo
C/C++或其它；
3. 程序示例：理想信道的《发送端程序》和《接收端程序》（含源码VC6.0）；
1. ARQ基本协议1:_引入检错和应答帧
2. ARQ基本协议2:_引入超时计时器
3. ARQ基本协议3:_引入数据帧携带发送序号0～1
4. ARQ基本协议4:_引入确认帧携带发送序号0～1
5. ARQ基本协议5:_引入应答帧含有校验码
6. ARQ基本协议6:_引入数据帧和确认帧含有发送序号0～7，
Ws=1,Ws=1
7. 下载：ARQ基本协议1～6及数字信道仿真程序
4. 示例实验指导
•协议设计建议
－协议中不考虑成帧
1. 数据帧和应答帧以字节为单位；
2. 数据帧：低4位D3～D0为数据段（取值0000B～1001B，即0～9），最高
位为校验位（D7），发送序号段：D6～D4；
3. 应答帧：确认帧ACK：低4位D3～D0取值1111B（FH），否认帧NAK：低
4位D3～D0取值1110B（EH），发送序号段：D6～D4；
4. 按上述定义，发送序号个数最大为8；实际使用时，可自行选取发送序号个数
2或4，甚至不使用。
－协议中考虑成帧
1. 参见授课讲义和教材的相关内容；
2. 数据帧：帧头+发送序号+数据段+校验段+帧尾；
3. 应答帧：帧头+发送序号+校验段+帧尾；
－协议方案提示
1. 基本ARQ协议；否认帧不必携带出错数据帧的发送序号。
2. 连续ARQ协议－回退N帧ARQ协议；应采用滑动窗口技术和否认帧应携带
出错数据帧的发送序号。
3. 连续ARQ协议－选择重发ARQ协议；基本同上；
•信道仿真程序
1. 功能：可仿真信道上的信息（数据帧或应答帧）产生丢失、产生差错和传输时
延；
2. 下载：V1.21，解压后，直接运行！
1.界面：
•实验系统原理
1. 《发送端程序》、《信道仿真程序》和《接收端程序》采用UDP（TCP/IP）
通信；
2. 若单机实验：《发送端程序》、《信道仿真程序》和《接收端程序》的IP地
址设置为127.0.0.1(本机)；
3. 《发送端程序》的端口=6666、《信道仿真程序》的端口=7777、《接收端程
序》的端口=8888；
4. 用户程序（《发送端程序》和《接收端程序》）的信息发送到信道（《信道仿
真程序》），《信道仿真程序》经过处理（产生丢失、产生差错和传输时延），
然后转发到对方。
•参考程序段
1.设置(偶)校验位
//---------------------------------------------------
void SetCheck(char& c) //设置(偶)校验位D7 （一个字节）
{
int i,sum = 0;
BYTE x = 0x01;
for(i=0; i<7; i++) //求D6～D0位的有1的个数->sum
{
if(c & x) sum++;
x = x << 1;
}
if(sum % 2) c = c|0x80; //若sum为奇数，则置D7＝1
else c = c & 0x7F; //若sum为偶数，则置D7＝0
}。