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停止等待协议的工作原理停止等待协议是计算机网络中常用的一种协议，用于解决数据在传输过程中可能出现的错误和丢失情况。
该协议的工作原理可以分为以下几个步骤：第一步：发送方数据分包和发送在停止等待协议中，发送方在发送数据时，将数据分成若干个数据包，每个数据包含有一个序列号和具体的数据内容。
发送方按照一定的时间间隔（如1秒）将数据包发送给接收方，并等待接收方的确认信息。
第二步：接收方接收和反馈信息接收方在接收到数据包后，将数据包中的内容提取出来，并进行校验，判断数据包是否完整和正确。
如果数据包正确，接收方向发送方发送一个确认信息，该确认信息包含有接收到的数据包的序列号。
发送方在接收到确认信息后继续发送下一个数据包。
如果数据包不正确，接收方丢弃该数据包，并向发送方发送一个拒绝信息。
第三步：发送方超时重传如果发送方发送了一个数据包，但在一定时间内没有收到接收方的确认信息，发送方认为该数据包丢失了，就向接收方重新发送该数据包。
在重新发送该数据包时，发送方会将该数据包的序列号标注为“重传”，接收方在接收到“重传”数据包的确认信息后，也会将“重传”的标识返回给发送方。
第四步：接收方拒绝重传如果接收方在接收到数据包时发现数据包不正确，就会向发送方发送一个拒绝信息，该拒绝信息包含有接收方让发送方重新发送的数据包的序列号。
发送方在接收到拒绝信息后，会将被拒绝的数据包重新发送给接收方，接收方在接收到这些数据包时，不会将这些数据包的确认信息返回给发送方。
这样做的目的是为了避免数据包的重复发送。
综上所述，停止等待协议是一种解决数据丢失和错误的常见协议。
该协议的工作原理是将数据分成若干个数据包，按照一定的时间间隔发送给接收方，并等待接收方的确认信息。
如果数据包在传输过程中出现错误或丢失，发送方会进行超时重传，接收方会向发送方发送拒绝信息。
通过这些步骤，可以确保数据的安全性和完整性。
基于数据链路层停等协议的实现摘要数据通信是20世纪50年代随着计算机技术和通信技术的迅速发展,以及两者之间的相互渗透与结合而兴起的一种新的通信方式,它是计算机和通信相结合的产物。
随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展,数据通信应运而生,它实现了计算机与计算机之间,计算机与终端之间的传递。
由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。
数据链路层作为网络通信的基础，它所涉及到的数据通信技术是建立计算机网络的重要基础。
基于实现数据链层的差错控制和流量控制，产生了一系列的协议。
停等协议是数据链路层最基本的链路层协议但为克服信道噪声引起的帧传送错误，可在数据链路层采用面向连接的协议，以保证向上层用户提供可靠交付服务。
其中采用停止等待ARQ协议是最简单的，它适用于许多特定场合。
协议通过在收发双方之间对每帧的校验确认和出错重传机制，实现数据的可靠交付。
协议通过在收发双方之间对每帧的校验确认和出错重传机制，实现数据的可靠交付。
结果表明：传输可靠性HDLC中所有的帧（包括响应帧）都有FCS，在BSC的监控报文中只有字符校验能力而无块校验能力。
HDLC 中的帧按窗口序号顺序编号，BSC的数据块不编号。
HDLC的传输可靠性比BSC高。
关键词：数据链路层；停等协议；数据通信；帧AbstractData communication is the 1950s along with the computer technology and communicati on technology, and the rapid development of the mutual infiltration and between the rise of c ombining a new communication mode, it is combined with the computer and communication of the product. Along with the computer technology with the popularization of computer rem ote information processing applications development, datacommunication arises at the histor ic moment, it achieved between the computer and the computer, the computer and the termina ls of transfer between. Due to the different business demand changes and communication tech nology development allows data communication through the different development process. T he data link layer as network communication foundation, it involved in data communication te chnology is an important basis of setting up a computer network. Based on the data realization chain layer error-controlling and flow control, produced a series of agreements.Stop data link layer such agreement is the most fundamental link layer protocol but to ov ercome channel noise transmission error caused, can be in the frame of the data link layer usin g connectionless protocol, in order to assure the upper provide reliable delivery service. Use a mong them to stop waiting ARQ agreement is the most simple, it is used in many occasions. Agreement between the two sides in transceiver to through the confirmation and each frame c alibration error retransmission mechanism, realize the data reliable delivery. Agreement betw een the two sides in transceiver to through the confirmation and each frame calibration error r etransmission mechanism, realize the data reliable delivery.The results show that all the reliability in HDLC transmission frames (including response frame) have FCS, the monitoring of the BSC message only characters check-up ability withou t block check-up ability. According to the frame window in HDLC serial number sequence N umbers, BSC data block not Numbers. In HDLC transmission reliability high than BSC.Key words：Data link layer，Stop etc agreement，Data communication，frame目录摘要 (I)Abstract .............................................................................................................. ..... II 1.绪论 (1)1.1编程模拟实现数据链路层协议中的停等协议的背景与意义 (1)1.2编程模拟实现数据链路层协议中的停等协议研究安排 (1)1.3编程模拟实现数据链路层协议中的停等协议的研究内容与目标(2)2.数据链路层 (3)2.1数据链路层基础 (3)2.1.1数据链路层协议和设备 (4)2.1.2数据链路层的分层结构及各自作用 (4)2.2数据链路层的功能 (5)2.2.1帧同步功能 (6)2.2.2差错控制 (9)2.2.3流量控制功能 (10)2.2.4链路管理及其他功能 (10)2.3数据链路层协议 (11)3.数据链路层停等协议 (12)3.1停止等待协议 (12)3.2停止等待协议实例——BSC (13)3.3简化的停止等待协议 (15)4.数据链路层停等协议的原理及编程模拟实现 (17)4.1停止等待协议的算法 (17)结论 (20)致谢 (22)参考文献 (23)附录A 程序源代码 (24)1. 绪论1.1 编程模拟实现数据链路层协议中的停等协议的背景与意义停止等待协议是工作在数据链路层，一种具有基本流量控制和差错检测校验的基本协议。
实验停止等待协议分析与协议模拟实现一、实验目的和任务1.掌握停止等待协议的原理及分析过程包括使用状态转移图进行协议的分析。
2.在计算机上编程模拟停止等待协议的工作过程并实现文件的端到端传输。
3.能够在文件的传输过程中表现出协议运行所遇到的各种状况，如丢包，差错控制等二、分析与设计1.设计任务分析：停止等待协议是数据链路层的几个协议中最简单的协议，是具有最简单流量控制的数据链路层协议，是数据链路层各种协议的基础。
实验是基于winsock编程，是visual C++6.0 win32控制台运用程序实现的。
它采用客户机/服务器（C/S）模型，即发送数据的一端为客户端，接收数据的一端为服务器端。
停止等待协议就是通过双方的收发数据而达到相互通信的目的。
本实验通过编程模拟实现停止等待协议，随机的发送文件，通过服务器的的接受结果和客户端的接受结果显示理解停止等待协议的原理，掌握其应用。
2. 协议分析假定 1：链路是理想的传输信道，所传送的任何数据既不会出差错也不会丢失。
假定 2：不管发方以多快的速率发送数据，收方总是来得及收下，并及时上交主机。
这个假定就相当于认为：接收端向主机交付数据的速率永远不会低于发送端发送数据的速率。
如果存在这样的传输信道，数据链路层协议也是不需要的。
信道不会出错，而且接收方缓存的容量为无限大而永远不会溢出；或接收速率与发送速率绝对精确相等。
在上述两个假定的情况下，数据链路层当然就不需要任何协议就可以保证数据传输的正确。
这就是说，传输数据的信道是不可靠的（即不能保证所传的数据不产生差错），并且还需要对数据的发送端进行流量控制。
现在不能保证接收端向主机交付数据的速率永远不低于发送端发送数据的速率。
由收方控制发方的数据流收方每接受到发方一帧后,回复确认帧,让发方继续发送下一帧,并且收方将数据帧交给上层软件识别,出现错误就将帧丢掉.在大多数协议中，流量控制是一组过程，这组过程是用来告诉发送方在等待接收方的应答信号之前最多可以传送多少数据。
实验停止等待协议分析与协议模拟实现停止等待协议分析与协议模拟实现一、引言停止等待协议是一种简单且常用的协议，用于在数据通信中实现可靠的传输。
本文将对停止等待协议进行详细分析，并进行协议模拟实现。
二、协议分析1. 协议描述停止等待协议是一种基于确认的可靠传输协议。
发送方将数据分割为固定大小的数据包，并逐个发送给接收方。
接收方在成功接收一个数据包后，发送一个确认消息给发送方。
如果发送方在一定时间内未收到确认消息，则认为数据包丢失，需要重新发送。
2. 协议流程发送方：- 将数据分割为固定大小的数据包。
- 发送数据包给接收方。
- 等待接收方发送确认消息。
- 如果在超时时间内未收到确认消息，则重新发送数据包。
接收方：- 接收数据包。
- 发送确认消息给发送方。
- 如果接收到的数据包已经接收过，则丢弃。
3. 协议特点停止等待协议具有以下特点：- 简单易实现：协议的流程简单明了，易于实现。
- 带宽浪费：发送方在等待确认消息期间无法发送新的数据包，导致带宽浪费。
- 无序接收：接收方可能会因为网络延迟或丢包而导致数据包无序接收。
三、协议模拟实现为了更好地理解停止等待协议的工作原理，我们将进行协议模拟实现。
以下是实现的步骤：1. 环境准备- 安装模拟器软件：我们将使用Python编程语言来实现停止等待协议的模拟。
请确保您的计算机上已经安装了Python环境。
- 导入必要的库：在Python程序中，我们需要导入socket库来进行网络通信。
2. 发送方实现- 创建发送方套接字：使用socket库创建发送方套接字，并指定通信协议和端口号。
- 读取待发送的文件：从本地文件系统中读取待发送的文件，并将文件内容分割为固定大小的数据包。
- 发送数据包：使用发送方套接字将数据包发送给接收方。
- 等待确认消息：设置超时时间，等待接收方发送确认消息。
- 处理超时：如果在超时时间内未收到确认消息，则重新发送数据包。
3. 接收方实现- 创建接收方套接字：使用socket库创建接收方套接字，并指定通信协议和端口号。
实验停止等待协议分析与协议模拟实现协议名称：停止等待协议分析与协议模拟实现一、引言停止等待协议是一种简单而常用的数据链路层协议，用于解决数据在传输过程中可能出现的错误和丢失问题。
本协议旨在对停止等待协议进行分析，并通过协议模拟实现来验证其效果和性能。
二、协议分析1. 协议原理停止等待协议的基本原理是发送方在发送数据帧后等待接收方的确认帧，接收方在收到数据帧后发送确认帧。
如果发送方在一定时间内未收到确认帧，则认为数据帧丢失，需要重新发送。
2. 协议流程（1）发送方将数据划分为固定大小的数据帧，并为每个数据帧编号。
（2）发送方发送数据帧，并启动定时器。
（3）接收方收到数据帧后，发送确认帧。
（4）发送方收到确认帧后，停止定时器，发送下一个数据帧。
（5）如果发送方在定时器超时之前未收到确认帧，则重新发送数据帧。
3. 协议特点（1）简单直观：停止等待协议的实现相对简单，易于理解和实施。
（2）可靠性较低：由于发送方需要等待接收方的确认帧，如果确认帧丢失，发送方需要重新发送数据帧，导致传输效率降低。
（3）效率较低：发送方需要等待确认帧，造成了发送和接收的时间间隔增加，降低了传输效率。
三、协议模拟实现1. 实验设备与环境（1）硬件设备：计算机、网络设备等。
（2）软件环境：操作系统、编程语言等。
2. 实验步骤（1）确定实验需求：定义数据帧格式、确认帧格式等。
（2）编写发送方程序：实现数据帧的发送和定时器的启动与停止。
（3）编写接收方程序：实现数据帧的接收和确认帧的发送。
（4）模拟数据传输：通过模拟数据的发送和接收，观察协议的效果和性能。
3. 实验结果与分析（1）数据传输效果：通过观察发送方和接收方的数据传输情况，分析协议的可靠性和效率。
（2）性能评估：根据实验结果，对协议的性能进行评估，并提出改进意见。
四、结论停止等待协议是一种简单而常用的数据链路层协议，通过对其进行分析和协议模拟实现，可以验证其效果和性能。
然而，停止等待协议存在可靠性较低和效率较低的问题，需要根据实际需求选择合适的协议或进行改进。
实验停止等待协议分析与协议模拟实现协议名称：停止等待协议分析与协议模拟实现一、引言停止等待协议是一种简单的协议，用于数据传输过程中的错误控制。
本协议旨在通过分析停止等待协议的原理、特点和效率，以及通过协议模拟实现来更好地理解该协议的工作原理。
二、协议分析1. 原理停止等待协议的原理是发送方发送数据后等待确认，只有在收到确认后才发送下一个数据。
接收方在收到数据后发送确认，若数据出错则发送否定确认，要求发送方重新发送该数据。
2. 特点停止等待协议的特点包括：- 简单易实现：该协议的实现相对简单，适用于对可靠性要求不高的数据传输。
- 效率低下：发送方必须等待确认才能发送下一个数据，导致传输效率较低。
- 无序传输：发送方发送的数据包在网络中可能以不同的顺序到达接收方。
3. 效率分析停止等待协议的效率主要受以下因素影响：- 传输延迟：发送方等待确认的时间会增加传输延迟。
- 信道利用率：由于发送方必须等待确认，信道可能处于空闲状态，造成信道利用率低。
- 重传次数：若数据出错，发送方需要重传，增加了传输时间和信道占用。
三、协议模拟实现为更好地理解停止等待协议的工作原理，可以进行协议模拟实现。
以下是一个简单的协议模拟实现的示例：1. 发送方实现：发送方需要完成以下步骤：- 将待发送的数据分割成适当大小的数据包。
- 发送数据包，并启动计时器。
- 等待接收方的确认。
- 若接收到确认，则停止计时器，发送下一个数据包。
- 若未接收到确认或接收到否定确认，则重新发送当前数据包。
2. 接收方实现：接收方需要完成以下步骤：- 接收数据包，并发送确认。
- 若接收到的数据包有误，则发送否定确认，要求发送方重新发送该数据包。
- 若接收到的数据包正确，则将数据传递给上层应用。
四、实验结果与分析通过协议模拟实现，可以观察到以下结果：- 传输延迟：发送方等待确认的时间会增加传输延迟，尤其是在网络负载较高的情况下。
- 信道利用率：由于发送方必须等待确认，信道可能处于空闲状态，造成信道利用率低。
停止等待协议
停止等待协议（Stop-and-Wait Protocol）是一种基本
的数据传输协议，它被广泛应用于串行通信领域中。
在停止等待协议中，每次只能发送一帧数据，并需要等待接收方的确认信息后才能发送下一帧数据，所以它也被称为“一帧一确认协议”。
停止等待协议的工作流程如下：发送方发送一帧数据后，等待接收方发送确认信息。
如果在规定的时间内未收到确认信息，发送方就会重新发送这一帧数据。
在接收方收到一帧数据后，如果数据正确，就会发送确认信息，否则就拒绝这一帧数据，发送方会在一段时间后重新发送。
停止等待协议的优点是简单可靠，可以在低速率的链路
上工作，对应用层和物理层的接口比较少。
但是，它的缺点也很明显，即效率低下。
因为每发送完一帧都要等待接收方的确认，这样就会浪费很多时间。
特别是在高速率的链路上，这种协议的效率就更加低下。
为了解决停止等待协议效率低下的问题，人们发明了许
多改进版本，其中最重要的是连续传输协议（Go-Back-N Protocol）和选择重传协议（Selective Repeat Protocol）。
它们使用窗口技术，允许发送方连续发送多个数据帧，而不必等待接收方的确认信息，从而提高了传输效率。
总之，停止等待协议是基本的数据传输协议，虽然效率
低下，但是非常简单、可靠，对于低速率的链路和简单的应用场景仍然有很大的应用价值。
南京工程高等职业学校五年制高职毕业设计（论文）姓名：周裔锋学号：14系部：信息科学系专业：计算机网络应用设计题目：链路停止等待协议的研究和实现指导教师：卜浏职称：助教2011 年 5 月20 日链路停止等待协议的研究和实现摘要在数据通信中,为了保证数据传输的有效性和可靠性,通常采用差错控制技术。
在众多差错控制手段中,自动重发请求方式是一种比较有效的手段，它在网络体系结构中的很多层次上都有所应用，采用ARQ协议可以较好的控制网络通信中收发双发的同步，并且对传输质量进行控制，是实现数据可靠传输的重要方法。
基本的ARQ方式共有三种:停止等待ARQ 协议，回退N步ARQ协议，选择重发ARQ协议。
本论文主要研究对象为停止等待ARQ协议，通过对相关文献资料的整理，对其概念、作用和工作原理进行全面分析。
其次，在此基础上引入了滑动窗口机制，对连续ARQ和选择重传ARQ协议的进行深入的研究。
最后，介绍了利用网络编程技术针对以上协议编写的模拟程序，以分析其在实际应用中的具体功能的实现。
关键词：数据链路层，停止等待协议，连续ARQ，选择重传ARQ，滑动窗口机制The research and simulation of stop-and-waitprotocol on data link layerAbstractIn today’s network communication, erro r control technique is an important ingr edient inmaintaining good quality and reliab le data transmissio n.Automatic Repeat Request (ARQ) is one of the main error co ntrol procedures, it is app lied o n many levels of the netwo rk architectur e.Using ARQ protocol can control the synchronization of sender an receiver in networkco mmunication better, and contro l the transmission quality. Above all it is a important metho d toachieve reliable data transmissio n. There are three basic ARQ pr otoco ls: Stop-and-wait, Go-back-N, and Selective-repeat .In this paper,first, the main subject to study is Stop-and-wait protocol. Combined withrelevant literature and documents, we will analyze its co ncepts, roles and working principleco mprehensively. Secondly, on this basis, the slid ing window mechanism wil be intro duced fo r in-depth study on co ntinuous ARQ and selective r epeat ARQ proto col. At last, by the use o fnetwo rk pro gramming techno logy, a simu lation program which is pr ogrammed on the base o fthese related proto cols,will be introduced, in order to analyse the realizatio n of specific functions in its practical application.Keywords：Data link layer; Stop-and-wait protocol; Go back n ARQ; Selective repeat ARQ; Slide window protocol目录摘要 (i)Abstract (ii)第一章绪论..............................................................................................................................- 1 - 1.1 研究背景..........................................................................................................................- 1 - 1.2 课题主要研究内容..........................................................................................................- 2 - 1.3 论文结构..........................................................................................................................- 3 - 第二章自动重发请求(ARQ)协议........................................................................................ . . . ...- 4 - 2.1停等协议ARQ..................................................................................................................- 4 -2.1.1简单停止等待协议.....................................................................................................- 4 -2.1.2实用停止等待协议.....................................................................................................- 6 - 2.2连续ARQ协议.................................................................................................................-8 - 2.3选择重传ARQ协议.......................................................................................................-10 - 第三章滑动窗口协议.......................................................................................................... . . ..-12 -3.1滑动窗口的结构模型.....................................................................................................-12 - 3.2窗口协议的基本原理.....................................................................................................-12 - 3.3滑动窗口机制.................................................................................................................-13 -3.3.1一位滑动窗口协议...................................................................................................-15 -3.3.2 GO-BACK-N协议的窗口机制................................................................................-15 -3.3.3 选择性重传协议的窗口机制...................................................................................-16 - 第四章ARQ 协议的模拟实现.....................................................................................-17 -4.1 程序的总体设计............................................................................................................-17 -4.1.1相关知识准备...........................................................................................................-17 -4.2.1程序的整体设计思路...............................................................................................-18 -4.2程序的详细设计.............................................................................................................-18 -4.2.1程序的流程图...........................................................................................................-18 -4.2.2 主要数据类型的设计..............................................................................................-21 -4.2.3 主要函数的设计......................................................................................................-22 -4.2.3 部分核心代码..........................................................................................................-23 - 4.3 程序的运行效果............................................................................................................-25 - 第五章总结与展望................................................................................................................-28 - 参考文献..................................................................................................................................-29 - 致谢.........................................................................................................................................-30 -1.1 研究背景 第一章 绪论TCP/IP 议是目前一种网络通信使用的重要的协议体系。
