计算机网络-TCP-可靠数据传输(RDT)

article/2025/10/9 8:29:56

TCP-可靠性(RDT)

RDT(reliable data transfer protocl)可靠数据传输

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rdt在应用层,传输层和数据层链路层都很重要

信道的不可靠特点决定了可靠数据传输协议的复杂性

  • 渐增式的开发可靠数据传输协议(rdt)的发送方和接收方
  • 只考虑单项数据传输
    • 但控制信息是双向流动的
  • 双向的数据传输问题实际上是两个单项数据传输问题的综合
  • 使用有限状态机(FSM)来描述发送方和接收方

RDT1.0

  • 下层的信道是完全可靠的
    • 没有比特出错
    • 没有分组丢失
  • 发送方和接收方的FSM

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RDT2.0

  • 下层信道可能会出错:将分组中的比特反转
    • 用校验和来检测比特差错
  • 问题:怎么从差错中恢复
    • **确认(ACK):**接收方显示地告诉发送方分组已经被正确接收
    • **否定确认(NAK):**接收方显示地告诉发送方发送分组发生了差错
      • 发送方收到NAK后将重新发送分组
  • rdt2.0中的新机制:采用差错控制编码进行差错检测
    • 发送方差错控制编码、缓存
    • 接收方使用编码检测
    • 接收方的反馈:控制报文(ACK,NAK):接收方=》发送方
    • 发送方收到反馈的相应动作(发送下一分组)

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在这里插入图片描述

RDT2.1

如果ACK/NAK出错,怎么办?发送方不知道接收方发生了什么事情。

举例:

发送方发送一个分组,接收方收到分组并且通过校验和检查该分组没有被篡改,正确接收后返回ACK

  • 发送方接收到正确ACK,发送下一个分组(没有问题)
  • 发送方接收到ACK,但是ACK被篡改了,发送方怎么做?
    • 重复发送,接收方接收到重复分组(有问题)

解决方式:引入序号

发送方在每个分组中加入序号

如果ACK/NAK出错,发送方重新发送该分组

接收方接到重复发送的分组后,根据序号判定如果是已经接受过的分组,直接丢弃不会返回给上层,给发送方返回ACK

发送方处理出错的ACK/NAK
在这里插入图片描述
接收方处理出错的ACK/NAK
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

RDT2.2

功能同rdt2.1,但只使用ACK(ACK要编号)

  • 接收方对最后正确接收的分组发ACK,以替代NAK
    • 接收方必须显示的包含被正确接收的分组发ACK的序号
  • 当接收方接收到重复的ACK(如:再次收到ACK0时),发送方与收到NAK采取相同的动作:冲传当前分组
  • 为后面的一次发送多个数据单位做一个准备
    • 一次能够发多个
    • 每一个的应答都有ACK,NACK,麻烦
    • 使用对前一个数据单位的ACK,代替本数据单位的nak
    • 确认信息减少一半,协议处理简单

在这里插入图片描述
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RDT3.0

rdt3.0可以工作,但链路容量比较大的情况下,性能较差

  • 链路容量比较大,一次发送一个PDU,不能够充分利用链路的传输能力

在这里插入图片描述

发送方每次发送下一个分组时,都需要等待上个分组的ACK到达后,才能发送下一个分组给接收方。

为此RDT3.0引入流水线协议

流水线协议:允许发送方在未得到对方确认的情况下,发送多个分组

  • 必须增加需要的范围:用多个bit标识分组的序号
  • 在发送方和接收方要有缓冲区
    • 发送方缓冲:未得到确认,可能需要重传
    • 接收方缓冲:上层用户取用的数据不等于接收到的数据速率,接收到的数据可能乱序,排序交付(可靠)

http://chatgpt.dhexx.cn/article/sSFUfQQy.shtml

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