Chapter3--reliableDataTransfer RDT

内容提要：

  • RDT1.0

  • RDT2.0= RDT1.0 + 确认信息ACK or NAK

  • RDT2.1 = RDT2.0 + 发送包序号 + 确认信息ACK or NAK受损

  • RDT2.2 = RDT2.1 + 将NAK替换为ACK + ACK包序号

  • RDT3.0 = RDT2.2 + 超时重传定时器

状态表示：

[当前状态][动作注释]
发生的事件
TO
采取的操作[,...]
[到达的状态]

RDT1.0：完全可靠的信道数据传输

sender存在一种状态转换
[senderWating] ->[senderWating]
发完包接着去发下一个包

[senderWating]
rdt_send(data)
TO
packet = make_pkt(data),udt_send(packet)
[senderWating]

reciver存在1种状态转换:
[reciverWating]->[reciverWating]
接完包接着去接下一个包

[reciverWating]
rdt_rcv(packet)
TO
extract(packet,data),deliver_data(data)
[reciverWating]

RDT2.0：会出错的信道传输初级版

  • 发送方发包后等待一个返回的ACK或NAK,若是NAK则保持停等状态继续发相同的包，继续等待；若是ACK则返回初始状态发送下一个包

  • 接收方接受包检查包是否错误，如果有错误则将NAK信息打包，发回；如果没错误，则将包解析，将ACK信息打包，发回

sender存在3种状态转换:
[senderWating]->[sendWatingAckOrNak]
发完包准备接受对此包的确认包

[senderWating]
rdt_send(data)
TO
sndpkt = mak_pkt(data,checksum),udt_send(sndpkt)
[senderWatingAckOrNak]

[sendWatingAckOrNak]->[sendWatingAckOrNak]
接收到了否定确认 or 接收的确认包受损，继续重发

[senderWatingAckOrNak]
rdt_rcv(rcvpkt) and isNak(rcvpkt)
TO
rdt_send(sndpkt)
[senderWatingAckOrNak]

[sendWatingAckOrNak]->[senderWating]
接收到了肯定确认，转去发下一个包

[senderWatingAckOrNak]
rdt_rcv(rcvpkt) and isACK(rcvpkt)
TO
NULL
[senderWating]

reciver存在1种状态转换,两种动作
[reciverWating]->[reciverWating]
接到错误包，发送NAK包

[reciverWating][接到错误包情况]
rdt_rcv(rcvpkt) and corrupt(rcvpkt)
TO
sndpkt = make_pkt(NAK),udt_send(sndpkt)
[reciverWating]

[reciverWating]->[reciverWating]
接到正确包，发送ACK包

[reciverWating][接到正确包情况]
rdt_rcv(rcvpkt) and notcorrupt(rcvpkt)
TO
extract(rcvpkt,data),deliver_data(data),sndpkt = make_pkt(ACK),udt_send(sndpkt)
[reciverWating]

RDT2.1:ACK或NAK出错了该怎么办

  • 发送方与前文RDT2.0的区别是：增加包序号位，发送方发包时附带包序号：此举为了让接受方明白发来的是新包还是一次重传；发送方接受反馈时，若是收到了损坏的NAK包，则不由分说进行一次重传

  • 接受方与前文区别：接收方存在多个状态，对应于期望接收的包序号；接受坏包时，将发送NAK回发送方，直到发送方发送了正确的包过来，才跳转到下一个状态

sender发送一个包有2种状态，3种动作，如果发送多个包，他们的状态是相似的，所以此处只以发送一个包举例：
[senderWating0]->[senderWatingAckOrNak]
发送0号包，准备接收对0号包的确认包

[senderWating][发送0号包]
rdt_send(data)
TO
sndpkt = make_pkt(0,data,checksum)  #增加包序号的发包
udt_send(sndpkt)
[senderWatingAckOrNak0]

[senderWatingAckOrNak0]->[senderWatingAckOrNak0]
接收到了NAK包 or 接收的确认包受损，重发包

[senderWatingAckOrNak][0号包确认]
rdt_rcv(rcvpkt) and (corrupt(rcvpkt) or isNAK(rcvpkt) )
TO
udt_send(sndpkt)
[senderWatingAckOrNak0]

[senderWatingAckOrNak0]->[senderWating1]
接收到ACK包，跳转准备发送下一个包

[senderWatingAckOrNak0]
rdt_rcv(rcvpkt) and isACK(rcvpkt) and notcorrupt(rcvpkt)
TO
NULL
[senderWating1][发送1号包]

reciver接收一个包有1个状态，3种动作，接收多个包的动作相似，只以接收一个包举例:
[reciverWating][sequence0] -> [reciverWating][sequence0]
接收0号包，接收出错，发回NAK包，继续准备接收0号包

[reciverWating][sequence0]
rdt_rcv(rcvpkt) and corrupt(rcvpkt)
TO
sndpkt = make_pkt(NAK,checksum),udt_send(sndpkt)
[reciverWating]

[reciverWating][sequence0]->[reciverWating][sequence0]
接收0号包，接收到1号失序包时，发送对1号包的ACK确认，强迫发送方从发送1号包状态跳转到发送0号包状态

[reciverWating][sequence0]
rdt_rcv(rcvpkt) and has_seq1(rcvpkt) and notcorrupt(rcvpkt)
TO
sndpkt = make_pkt(ACK,checksum)
[reciverWating][sequence0]

[reciverWating][sequence0]->[reciver][sequence1]
接收到正确的0号包，跳转准备接收1号包

[reciverWating][sequence0]
rdt_rct(rcvpkt) and notcorrupta(rcvpkt) and has_seq0(rcvpkt)
TO
extract(rcvpkt,data),deliver_data(data),sndpkt = make_pkt(ACK,checksum),udt_send(sndpkt)
[reciverWating][sequence1]

RDT2.2:将NAK替换为ACK，确认分组ACK包含了确认序号

  • 发送方此时不再接收NAK，取而代之的是带有分组号的ACK；若是接收到了上一个接收的ACK序号，则重发当前包；若是接收到了期望接收的ACK序号，则跳转准备发送下一个包

  • 接收方此时不再发送NAK，取而代之的是带有分组号的ACK；若是接收到了不是当前期望的包序号、错误的包；则发送对上一个接收的包的ACK信息，强迫发送方重发包；若是接到了正确的包，正确的序号，则跳转准备接收下一个包

sender发一个包具有2种状态，3种动作，多包动作相似：
[senderWating][sequence0]->[senderWatingACK]
[sequence0]
发送完0号包，准备接收对0号包的确认包

[senderWating][sequence0]
rdt_send(data)
TO
sndpkt = make_pkt(0,data,checksum),udt_send(sndpkt)
[senderWatingAck][sequence0]

[senderWatingAck][sequence0]->[senderWatingAck][sequence0]
发送方接收到了错误确认包 or 收到了对上一个包的确认

[senderWatingAck][sequence0]
rdt_rcv(rcvpkt) and (corrupt(rcvpkt) or isACK(rcvpkt, 1) )
TO
udt_send(sndpkt)
[senderWatingAck][sequence0]

[senderWatingAck][sequence0]->[senderWating][sequence1]
发送方接收到正确ACK包，且ACK确认的是当前期望的序号

[senderWatingAck][sequence0]
rdt_rcv(rcvpkt) and notcorrupt(rcvpkt) and isACK(rcvpkt,0)
TO
NULL
[senderWating][sequence1]

RDT3.0:ACK丢包之后的处理方法，带定时器；发送方负责监测和恢复丢包问题；增加了对包时延巨大的情况下的应对方案

  • 发送方与上文的区别在于：发送方等待足够长的时间以确认包已经丢失，故将包重传；这个时间点确认应当选一个恰好的值

发送方发一个包具有2个状态，5个动作：
[senderWating][sequence0] ->[senderWating][sequence0]
发送方在准备发包时接到了包，什么都不做，扔掉；这就是时延巨大情况下的应对方案

[senderWating][sequence0]
rdt_rcv(sndpkt)
TO
NULL
[senderWating][sequence0]

[senderWating][sequence0]->[senderWatingAck][sequence0]
发送方发出了0号包，准备接收ACK包

[senderWating][sequence0]
rdt_send(data)
TO
sndpkt = make_pkt(0,data,checksum),udt_send(sndpkt),start_timer
[senderWatingAck][sequence0]

[senderWatingAck][sequence0]->[senderWatingAck][sequence0]
发送方接收ACK包超时，直接重传

[senderWatingAck][sequence0]
time_out
TO
udt_send(sndpkt),start_timer
[senderWatingAck][sequence0]

[senderWatingAck][sequence0]->[senderWatingAck][sequence0]
发送方接收对上一个包的ACK or ACK包受损,什么都不做直到计时器超时

[senderWatingAck][sequence0]
rdt_rcv(rcvpkt) and (isACK(rcvpkt,1) or corrupt(rcvpkt))
TO
NULL
[senderWatingAck][sequence0]

[senderWatingAck][sequence0]->[senderWating][sequence1]
发送方接收了ACK且对当前期望的包确认

[senderWatingAck][sequence0]
rdt_rct(rcvpkt) and notcorrupt(rcvpkt) and isACK(rcvpkt,0)
TO
stop_timer
[senderWating][sequence1]
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