2017-02-10 可靠數據傳輸原理、可靠數據傳輸協議、自動重傳請求協議、停等協議、冗餘分組、比特交替協議、滑動窗口協議
《計算機網絡－自頂向下方法》（原書第6版）
3.4 可靠數據傳輸原理
可靠數據傳輸協議（reliable data transfer protocol）。由於可靠數據傳輸協議的下層協議也許是不可靠的，因此這是一項困難的任務。
單向數據傳輸（unidirectional data transfer）即數據傳輸是從發送端到接收端的。
雙向數據傳輸（bidirectional data transfer）（即全雙工數據傳輸）
3.4.1 構造可靠數據傳輸協議
先假定發送的分組按其發送的順序被接收，且不丟失分組
1：經完全可靠信道的可靠數據傳輸
首先我們考慮最簡單的情況，即底層信道是完全可靠的。
有限狀態機（Finite－State Machine，FSM）
2：經具有比特差錯信道的可靠數據傳輸
肯定確認（positive acknowledgment）
否認確認（negative acknowledgment）
這些控制報文使得接收方可以讓發送方知道哪些內容被正確接收，哪些內容接收有誤並因此需要重複。在計算機網絡環境中，基於這樣重傳機制的可靠數據傳輸協議稱爲自動重傳請求（Automatic Repeat reQuest，ARQ）協議，這就需要差錯檢測、接收方反饋、重傳三個功能。
停等（stop－and－wait）協議：要等到上一個分組得到正確接收的確認後才能處理下一個分組。它存在一個致命的缺陷。尤其是我們沒有考慮到ACK或NAK分組受損的可能性。
考慮處理受損ACK和NAK的3種可能性
第一種：接收方對受損的ACK或NAK繼續做錯誤反饋，由於發出的錯誤反饋可能再次受損，這樣就有可能進入死循環。
第二種：增加足夠的檢驗和比特，使發送方不僅可以檢測差錯，還可以恢復差錯。對於會產生差錯但不丟失分組的信道，這就可以直接解決問題。
第三種：當接收方收到含糊不清的ACK或NAK分組時，只需重傳當前數據分組即可。這種方法在發送方到接收方的信道中引入了冗餘分組（duplicate packet）。冗餘分組的根本困難在於接收方不知道他上次所發送的ACK或NAK是否被髮送方正確的收到。因此他無法事先知道接收到的分組是新的還是一次重傳。
對於第三種情況，解決這個新問題的的簡單方法是在數據分組中添加一新字段，讓發送方對其數據分組編號，即將發送數據分組的序號（sequence number）放在該字段。
3.經具有比特差錯的丟包信道的可靠數據傳輸
冗餘數據分組（duplicate data packet）
從發送方的觀點來看，重傳是一種萬能靈藥。發送方不知道是一個數據分組丟失，還是一個ACK丟失，或者只是該分組或ACK過度延時。在所有這些情況下，動作是同樣的：重傳。
因爲分組序號在0和1之間交替，因此rdt3.0有時被稱爲比特交替協議（alternating－bit protocol）
3.4.2 流水線可靠數據傳輸協議
流水線（pipelining）流水線技術對可靠數據傳輸協議帶來如下影響：
1：必須增加序號範圍，因爲每個輸送中的分組（不計算重傳的）必須有一個唯一的序號，而且也許有多個在輸送中未確認的報文。
2：協議的發送方和接收方兩端必須緩存多個分組。發送方最低限度應當能緩衝那些已發送但是沒有確認的分組。如下討論，接收方或許也需要緩存那些已正確接收的分組。
3：所需序號範圍和對緩存的要求取決於數據傳輸協議如何處理丟失、損壞及延時過大的分組。解決流水線差錯恢復有兩種基本方法是：回退N步（Go－Back－N，GBN）和選擇重傳（Selective Repeat，SR）。
3.4.3 回退N步
窗口長度（window size），滑動窗口協議（sliding－window protocol）
序號空間可被看作是一個長度爲2的k次方的環，其中序號2的k次方減1緊接着序號0，TCP有一個32比特的序號字段，其中的TCP序號是按字節流中的字節進行計數的，而不是按分組計數。
基於事件的編程（event－based programming）
3.4.4 選擇重傳
GBN中單個分組的差錯就能夠引起GBN重傳大量分組，許多分組根本沒有必要重傳。
1：可靠數據傳輸協議（reliable data transfer protocol）、2：單向數據傳輸（unidirectional data transfer）、3：雙向數據傳輸（bidirectional data transfer）、4：有限狀態機（Finite－State Machine，FSM）、5：肯定確認（positive acknowledgment）、6：否認確認（negative acknowledgment）、7：自動重傳請求（Automatic Repeat reQuest，ARQ）協議、8：停等（stop－and－wait）協議、9：冗餘分組（duplicate packet）、10：分組的序號（sequence number）、11：比特交替協議（alternating－bit protocol）、12：流水線（pipelining）、13：窗口長度（window size）、14：滑動窗口協議（sliding－window protocol）、15：基於事件的編程（event－based programming）