数据链路层-ARQ协议-指导.docx

ARQ协议ARQ协议ARQ协议ARQ协议ARQ协议 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，34分； 3. 若没有完成基本的传输任务，依据实验结果定成绩，12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01 4. ARQ基本协议4:_引入确认帧携带发送序号01 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07，Ws=1,Ws=1 7. 下载： ARQ基本协议16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D3D0为数据段（取值0000B1001B，即09），最高位为校验位（D7），发送序号段：D6D4； 3. 应答帧：确认帧ACK：低4位D3D0取值1111B（FH），否认帧NAK：低4位D3D0取值1110B（EH），发送序号段：D6D4； 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; isum if(c & x) sum+; x = x 1; if(sum % 2) c = c|0x80; /若sum为奇数，则置D71 else c = c & 0x7F; /若sum为偶数，则置D70 /-2.校验(偶)校验位/-bool checkSum(BYTE c) /(偶)校验计算（一个字节） int i,sum = 0; BYTE x = 0x01; for(i=0; isum if(c & x) sum+; x = x1; if(sum % 2) return false; /若sum为奇数，则有差错！ return true; /若sum为偶数，则无差错 /-3.定时器函数（WIN32 API函数）/-#define ID_TIMER 1 /定时器标号 #define ID_TIMER_c 1000L /超时时间：1000L=1000 ms/消息处理 LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hW, UINT msg, WPARAM wP, LPARAM lP) switch( msg ) case WM_XXXXX: /其它事件触发. . . SetTimer(hW, ID_TIMER, ID_TIMER_c, NULL);/启动 Timer. . . KillTimer(hW, ID_TIMER); /停止 Timer. . . break; case WM_TIMER: /Timer事件触发. . . KillTimer(hW, ID_TIMER); /停止 Timer. wlcSend(aaSendi); /物理层：发送一个字节,重发. SetTimer(hW, ID_TIMER, ID_TIMER_c, NULL); /启动Timer. break; case WM_XXXXX: /其它事件触发. . . break; /- 实验：数据链路层ARQ协议指导示例0：理想信道情况 实现： 1. 假设：信道是理想信道，即数据信号在信道中传输过程中，不会出现差错、丢失和随机延迟； 2. 发送端程序直接发生数据，接收端程序直接接收数据。 问题： 1. 若信道是理想的，发送端程序发送的数据能否可靠传输地到达接收端程序？ 2. 若信道不是理想的，发送端程序发送的数据能否可靠传输地到达接收端程序？会出现什么现象？ 示例1：采用检错手段，解决差错问题 实现： 1. 数据帧含有一位(偶)校验位D7； 接收端程序对数据帧的进行检错，通过应答帧告诉发送端接收正确与否，（应答帧是确认帧ACK和否认帧NAK的统称）； 2. ACK码0FH，NAK码0EH； 3. 发送端程序得到ACK，将发送下一个数据； 4. 发送端程序得到NAK，将重发刚才发送的数据。 问题： 1. 在什么情况下，发送端发送的数据可以无误地到达接收端？ 2. 在什么情况下，发送端发送的数据不能可靠地传输到达接收端？会出现什么问题？ 示例2：采用超时计时器，解决因数据帧或应答帧的丢失所产生的“死锁”问题 实现： 1. 发送端设立一个超时计时器，发送完一个数据帧时，就启动它； 如果在规定时间tout内得不到应答帧，就判定为超时，重传数据帧； 2. 设置tout1000ms。 问题： 1. 如果tout的设置较长或较短，会出现什么问题？如何选取tout的长短？ 2. 还存在什么问题？ 示例3：数据帧携带发送序号01，解决“重复帧”问题 实现： 1. 使每个数据帧携带不同的发送序号Ns01； 2. 如果接收端收到相同Ns的数据帧, 则丢弃, 并回送一个ACK； 3. 数据帧含有一位比特的发送序号D6（0/1）。 问题： 1. 能彻底解决“重复帧”问题吗？ 2. 还存在什么问题？ 示例4：ACK帧携带发送序号01，解决什么问题？ 实现： 1. 使每个ACK携带不同的发送序号Ns01； 2. 如果发送端收到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，.； 3. ACK含有一位比特的发送序号D6（0/1）。 问题： 1. ACK有必要携带Ns吗？ 2. 还存在什么问题？ 示例5：应答帧含有一位(偶)校验位D7 实现： 1. .； 2. .。 问题： 1. 在应答帧中含有校验位有必要吗？ 2. 还存在什么问题？ 示例6：发送序号为07，发送窗口Ws1,接收窗口Wr1 实现： 1. 数据帧含有发送序号NsD6D