..通信網絡基礎實驗報告__。。。__。。。專業：通信工程指導孫恩昌完成時間：2015-12-27目錄一．實驗目的3二．實驗內容3三．實驗原理3四．實現停等式ARQ實驗過程及結果：5五．實現返回n-ARQ實驗過程及結果：7六．實現選擇重發式ARQ過程及結果：8七．心得體會10一．實驗目的1．理解數據鏈路層ARQ協議的基本原理2.用算法實現四種不同形式的ARQ重傳協議：停等式ARQ、返回n-ARQ、選擇重發式ARQ和ARPANETARQ。3.提高分析和解決問題的能力和提高程序語言的實現能力二．實驗內容：1.根據停等式ARQ協議基本理論,編寫協議算法,進行仿真；2.根據返回N-ARQ協議基本理論,編寫協議算法,進行仿真；3.根據選擇重傳ARQ協議基本理論,編寫協議算法,進行仿真；4.根據并行等待ARQ協議基本理論,編寫協議算法,進行仿真三．實驗原理1.停等式ARQ：在開始下一幀傳送出去之前,必須確保當前幀已被正確接受。假定A到B的傳輸鏈路是正向鏈路,則B到A的鏈路稱為反向鏈路。在該鏈路上A要發送數據幀給B,具體的傳送過程如下：發送端發出一個包后,等待ACK,收到ACK,再發下一個包,沒有收到ACK、超時,重發重發時,如果ACK不編號,因重復幀而回復的ACK,可能被錯認為對其它幀的確認。2.返回n-ARQ：發送方和接收方狀態示意圖返回n-ARQ方案的特點如下：發送方連續發送信息幀,而不必等待確認幀的返回；在重發表中保存所發送的每個幀的備份；重發表按先進先出〔FIFO隊列規則操作；〔4接收方對每一個正確收到的信息幀返回一個確認幀,每一個確認幀包含一個惟一的序號,隨相應的確認幀返回；〔5接收方保存一個接收次序表,包含最后正確收到的信息幀的序號。當發送方收到相應信息幀的確認后,從重發表中刪除該信息幀的備份；〔6當發送方檢測出失序的確認幀〔即第N號信息幀和第N+2號信息幀的確認幀已返回,而N+1號的確認幀未返回后,便重發未被確認的信息幀3.選擇重發式ARQ：選擇重發ARQ與返回ARQ的思路相同,但僅僅重發有錯誤的幀。發送方和接收方的設計流程如下：4.ARPANETARQ采用了8個并行等待式ARQ四．實現停等式ARQ實驗過程及結果：1.發送端算法：〔1SN=0〔2從高層接收數據,分配一個序號〔3發送第SN號幀〔4等待接收端的確認信號〔5給定時間內收到確認幀,如果RN>SN,設RN為SN,發送該SN號幀〔6給定時間內沒有接收到確認幀,重復發送原SN號幀〔7RN=0〔8接受到一個無錯的、SN序號等于RN的幀,向上層遞交該幀,RN加1,在規定時間內,向發送端回復一個帶有RN的幀。2.接收端算法：〔1RN=0<2>無論如何時從A正確接收一個SN=RN的幀,將該幀中的分組送給高層,并將RN加1〔3在接收到分組后的一個規定的有限長時間內,將RN放入一幀的RN域中發給A。返回<2>.3．實驗結果4.結果分析：在上述算法中,規定時間內通常是采用定時器來確定的。RN通常是附帶在反向數據幀中傳送給對方的。如果接收端沒有把數據傳輸給對方,則應該單獨傳送一個包含RN的無數據幀給A。還可以看出反向業務流的存在對停等式ARQ的機制沒有任何影響,它僅對應答的時延有所影響。五．實現返回n-ARQ實驗過程及結果：1.發送端算法〔1SNmax=0,SNmin=0〔2算法以任意順序重復執行〔3、〔4、〔5步,在每一步的條件滿足下時刻到該步執行的時刻的時延是任意的,但是該時延是一個有限的值。〔3如果接收的SNmax<SNmin+n且上層有一個新的分組達到,將SNmax指定給承載該分組的幀,并將SNmax加1。〔說明如何對幀進行編號〔4如果接收端的RN>SNmin則置SNmin=RN〔接收到應答如何處理〔5如果SNmin<SNmax且當前沒有幀傳輸,從[SNmin,SNmax]中選擇一個或一組幀進行傳輸。當SNmin不再改變時,SNmin幀的重傳間隔應當小于一個規定的有限值。〔幀如何正常傳輸和如何進行重傳2.接收端算法：〔1置RN=0,重復執行〔2、〔3〔2SN=RN時,將分組呈送給高層,并將RN加1。〔收到幀如何處理〔3在接收到A的任何一個正確幀后,在一個有限時間內,將收端的RN發給A.3．實驗結果:5.結果分析：在重發SNmin后,可以按順序發送SNmin+1到SNmax-1的幀,也可以根據重發過程中收到的應答情況,僅發送需要重發的幀。在發端沒有收到對方的回應下還是可以繼續發送幀。六．實現選擇重發式ARQ過程及結果〔1根據流程圖實現功能〔2接收方流程圖〔3整體運行結果整體窗口展示,命令行界面輸入窗口大小及第一幀序列號<4>結果分析：發送方程序設有四個變量：一是窗口大小變量,二是第一幀序列號變量,三是最近發送的幀變量,最后一個是最近收到的確認幀變量。接收方的接收原則從總體上看是先判斷輸入的數據幀是否在接收范圍之內,若是,則繼續判斷是否符合其他接收條件；若不是,則馬上丟棄該數據幀,不再進行其他條件的判斷。為了實現選擇有錯幀進行重發的目的,要求接收方具有對分組的能力,并且在應答時除了應答RN以外,還要包括大于RN的那些幀已經被正確接收的信息。七．心得體會為了解決鏈路層的傳輸幀的錯誤問題,出錯的最簡單的處理方法就是收端自動請求發端重發,而本次實驗就是基于這樣的思想開始的四種ARQ協議的實現。在實現停等式ARQ的協議時,算法的正確性得不到保障,同時也就沒有保障算法的有效性。算法能夠正確運行,但是不能始終的從高層接收數據分組,也不能始終的按照發端的順序向收端的高層呈送接到的數據分組。在交流了同學之后發現是提交給上層分組的順序不對,最后參考了實驗室電腦桌面上的程序,才得以很好的解決問題。返回n-ARQ的協議實現時沒有關注窗口長度n對返回ARQ的效率影響,當反應幀過長的時候,就應該增加n,還有就是反應應答出錯,這也應該增加n的大小。選擇重發式ARQ還好解決一點,畢竟這是在返回n-ARQ的基礎上進行完善,窗口仍然為n,僅僅有重發的幀,也因此遇到問題就相對少一些。這次實驗個人感覺真的是很難的,實驗中也遇到各種各樣的問題,在參考教材和實驗模板,以及上網查找才解決了部分問題,我覺得還是編程能力有待提高,以及對這四種ARQ協議沒有更深層次的理解,做完實驗還是覺得這幾種協議很抽象。最大的失誤就是沒有在實驗之前做好相應的充分準備,