【计算机网络】第三章 数据链路层（可靠传输）

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第三章 数据链路层

3.4 可靠传输

可靠传输是指在数据通信过程中，确保数据能够准确、完整地按照发送方的意图传输到接收方，并且接收方能够正确地接收和处理数据。

在可靠传输中，通常需要解决以下问题：

确认和反馈：发送方在发送数据后，需要接收到接收方的确认信息，以确认数据是否正确接收。如果发送方没有收到确认信息，会重传该数据，确保数据的正确性。

序号和重传：为了确保数据的有序传输和不丢失，每个数据包都应该带有唯一的序号。接收方根据序号对数据包进行排序，并检测是否有丢失的数据包，如果有则要求发送方进行重传。

超时重传：发送方通常会设置一个超时时间，在规定时间内如果没有收到接收方的确认信息，就认为数据丢失，需要进行重传。

流量控制：为了避免接收方无法及时处理大量的数据，需要对发送方的数据发送速率进行控制，确保发送方和接收方之间的数据传输保持平衡。

错误检测和纠正：通过使用差错检测码和纠错码等技术，可以检测并纠正数据传输过程中产生的错误，提高数据传输的可靠性。

常见的可靠传输协议包括 停止等待协议、连续 ARQ（Automatic Repeat Request）协议，如选择重传、回退N帧协议和选择重复请求协议等。这些协议都通过上述机制来实现可靠传输，确保数据在通信过程中的准确传递。

3.4.1 可靠传输的基本概念

使用 差错检测技术（循环冗余校验CRC），接收方的数据链路层就可检测出桢在传输过程中是否产生了误码（比特错误）。
根据数据链路层向上提供的服务类型：

• 不可靠传输服务：仅仅丢弃有误码的桢，其他什么都不做。
• 可靠传输服务：想办法实现发送端发送什么，接收端就收到什么。

一般情况下，有线链路 的误码率比较低，为了减小开销，并不要求数据链路层向上提供可靠传输服务。即使出现了误码，可靠传输的问题由其上层处理。
无线链路 易受干扰，误码率较高，因此 要求数据链路层 必须向上层提供 可靠 传输服务。
比特差错 只是传输差错中的一种。
从整个计算机网络体系结构来看，传输差错还包括分组丢失，分组失序 以及 分组重复。
可靠传输服务并不仅局限于数据链路层，其他各层均可选择实现可靠传输。

3.4.2 可靠传输的实现机制——停止-等待协议

答案：D

若出现重传，信道利用率更低。
为了克服 停止-等待协议 信道利用率低 的缺点，就产生了另外两种协议。

3.4.2 可靠传输的实现机制——回退N桢协议

3.4.3 可靠传输的实现机制——选择重传协议

选择重传协议 为了使发送方仅重传出现差错的分组，接收方不能再采用累计确认，而需要对每个正确接收到的数据分组进行 逐一确认。

3.4.4 可靠传输的意义

可靠传输在数据通信中具有重要的意义，主要包括以下几个方面：

数据完整性：可靠传输能够确保发送的数据在传输过程中不被修改、损坏或丢失。这对于许多应用场景来说至关重要，特别是在涉及关键数据、文件传输或信息交换的情况下，需要确保数据的完整性。

数据可靠性：通过使用确认和反馈机制，可靠传输可以确保数据在发送方和接收方之间的正确传送。发送方会等待接收方的确认信息，如果未收到确认或收到错误的确认信息，则进行重传，从而提高数据传输的可靠性。

异常处理：可靠传输能够对网络异常情况进行处理，例如网络延迟、拥塞、丢包等。通过设置适当的超时重传和流量控制机制，可靠传输可以应对这些异常情况并进行恢复，确保数据可以成功传输。

顺序性：可靠传输通常也保证了数据包的顺序传输。这对于那些依赖于数据包顺序的应用程序非常重要，比如视频流、音频流等，确保数据按照正确的顺序进行播放或处理。

性能优化：尽管可靠传输可能会引入一些额外的开销（如确认和重传机制），但它可以提高数据交付的可靠性，从而避免了因为数据丢失或错误导致的重新发送和处理，从而提高整体的性能和效率。