1 题型 - 三种可靠传输协议

描述：停止等待、后退 N 帧和选择重传都是自动重传请求协议。三者的主要差别在于发送/接收窗口大小、确认方式、接收方是否缓存失序帧，以及发生丢帧或超时时需要重传多少帧。

1.1 三种协议对比

项目	停止等待 SW	后退 N 帧 GBN	选择重传 SR
发送窗口	$W_S=1$	$1<W_S\le2^m-1$	通常 $W_S\le2^{m-1}$
接收窗口	$W_R=1$	$W_R=1$	$W_R>1$，可缓存失序帧
确认方式	每帧确认	累计确认	逐帧/选择确认
计时器	一次只等待一个帧	通常为最早未确认帧计时	每个未确认帧分别计时
超时重传	重传当前帧	从最早未确认帧起，重传其后所有已发送未确认帧	只重传超时或被选择拒绝的帧
失序帧处理	不涉及流水失序	丢弃失序帧	缓存接收窗口内的失序帧

其中 $m$ 为帧序号位数，序号空间大小为 $2^m$。

1.1.1 窗口与序号空间

GBN 使用累计确认且接收窗口为 1，为避免新旧帧混淆：

$$W_S\le2^m-1$$

SR 的接收方会缓存失序帧，发送与接收窗口不能在循环序号空间中重叠：

$$W_S+W_R\le2^m$$

若 SR 的发送窗口和接收窗口相等，则：

$$W_S=W_R\le2^{m-1}$$

1.2 判断重传范围

1.2.1 GBN：看最高累计确认

ACK i 的编号语义必须先服从题目约定：有的教材用它表示“帧 $i$ 及以前均已确认”，也有协议用它表示“下一帧期待编号为 $i$”，此时实际累计确认到 $i-1$。本题采用前一种约定，因此 GBN 的 ACK i 表示截至帧 $i$ 的数据均已按序收到。即使发送方没有分别收到较早的 ACK，只要收到了更大的累计 ACK，较早帧也视为已确认。

若最早未确认帧超时，发送方从该帧开始，把其后所有已经发出但未被累计确认的帧全部重传。

1.2.2 SR：看各帧自身状态

SR 的每个帧独立确认、独立计时。某帧超时只重传该帧；其他已经正确到达或仍未超时的帧不随它一起重传。

1.3 历年真题

1.3.1 2009 年：GBN 累计确认

发送方已经发送编号 0-7 的帧。定时器超时时，只收到 0、2、3 号帧的确认。

由于 GBN 使用累计确认，收到 ACK 3 就表示 0-3 均已正确收到。当前未确认的已发送帧是：

4、5、6、7

发送方需从 4 号帧开始后退重传，共 4 帧。

答案：C，4 帧。

1.3.2 2011 年：SR 选择重传

发送方已发送 0-3 号帧，目前只收到 1 号帧的确认，0 号帧和 2 号帧依次超时。

SR 只重传各自超时的帧，因此需要重传：

0、2

共 2 帧；1 号帧已经确认，3 号帧尚未说明超时，均不重传。

答案：B，2 帧。

1.4 易错点

GBN 的累计确认以收到的最高有效 ACK 为准，不要求每个较小 ACK 都单独到达。
ACK i 究竟确认到 $i$ 还是期待 $i$ 并非跨教材统一；先读题目定义，再确定窗口左边界。
GBN 不是只重传丢失的那一帧，而是从最早未确认帧起“后退 N 帧”。
SR 不使用 GBN 式的累计重传；它可缓存失序帧，只重传具体丢失/超时帧。
“已发送但未确认”不等于“都要立即重传”，还要看协议和哪些定时器已经超时。
GBN 的窗口上限是 $2^m-1$，SR 等大收发窗口的上限是 $2^{m-1}$，不要混用。

1.5 本节复盘

停止等待协议的发送、接收窗口均为 1，每发一帧必须等待确认。
GBN 接收窗口为 1、使用累计确认；最早未确认帧超时后重传它及其后的所有未确认帧。
SR 对帧逐个确认和计时，可缓存失序帧，只重传发生超时的具体帧。
2009 年 GBN 题收到最高 ACK 3 后重传 4-7，共 4 帧；2011 年 SR 题只重传 0、2，共 2 帧。