课程设计5---滑动窗口协议模拟程序的设计与实现姓名： 学号：目标任务了解网络协议编程的基本知识；了解滑动窗口协议的工作机制；使用编程语言编写一个滑动窗口协议的模拟程序，按要求实现程序。编程语言 C语言滑动窗口协议介绍3.1 滑动窗口协议工作原理TCP协议在工作时，如果发送端的TCP协议 HYPERLINK "/view/37.htm" \t "_blank" 软件每传输一个数据分组后，必须等待接收端的确认才能够发送下一个分组，由于 HYPERLINK "/view/1542295.htm" \t "_blank" 网络传输的时延，将有大量时间被用于等待确认，导致传输效率低下。为此TCP在进行数据传输时使用了 HYPERLINK "/view/2433906.htm" \t "_blank" 滑动窗口机制。TCP滑动窗口用来暂存两台计算机间要传送的数据分组。每台运行TCP协议的计算机有两个滑动窗口：一个用于数据发送，另一个用于数据接收。发送端待发数据分组在 HYPERLINK "/view/266782.htm" \t "_blank" 缓冲区排队等待送出。被滑动窗口框入的分组，是可以在未收到接收确认的情况下最多送出的部分。滑动窗口左端标志X的分组，是已经被接收端确认收到的分组。随着新的确认到来，窗口不断向右滑动。TCP协议软件依靠滑动窗口机制解决传输效率和 HYPERLINK "/view/190232.htm" \t "_blank" 流量控制问题。它可以在收到确认信息之前发送多个数据分组。这种机制使得网络通信处于忙碌状态，提高了整个网络的吞吐率，它还解决了端到端的通信流量控制问题，允许接收端在拥有容纳足够数据的缓冲之前对传输进行限制。在实际运行中，TCP滑动窗口的大小是可以随时调整的。收发端TCP协议软件在进行分组确认通信时，还交换滑动窗口控制信息，使得双方滑动窗口大小可以根据需要动态变化，达到在提高 HYPERLINK "/view/4308257.htm" \t "_blank" 数据传输效率的同时，防止拥塞的发生。称窗口左边沿向右边沿靠近为窗口合拢，这种现象发生在数据被发送和确认时。当窗口右边沿向右移动时将允许发送更多的数据，称之为窗口张开。这种现象发生在另一端的接收进程读取已经确认的数据并释放了TCP的接收缓存时。当右边沿向左移动时，称为窗口收缩。Host Requirements RFC强烈建议不要使用这种方式。但TCP必须能够在某一端产生这种情况时进行处理。如果左边沿到达右边沿，则称其为一个零窗口。3.2 滑动窗口算法滑动窗口算法工作过程如下：首先，发送方为每1帧赋一个序号(sequence number)，记作SeqNum。现在，我们忽略SeqNum是由有限大小的头部字段实现的事实，而假设它能无限增大。发送方维护3个变量：发送窗口大小(send window size)，记作SWS，给出发送方能够发?送但未确认的帧数的上界；?LAR表示最近收到的确认帧(last acknowledgement received)的序号；LFS表示最近发送的帧(last frame sent)的序号，发送方还维持如下的不变式：LAR-LFS≤SWS?。
图3-1 滑动窗口算法的时间线当一个确认到达时，发送方向右移动LAR，从而允许发送方发送另一帧。同时，发送方为所发的每个帧设置一个定时器，如果定时器在ACK到达之前超时，则重发此帧。注意：发送方必须存储最多SWS个帧，因为在它们得到确认之前必须准备重发。接收方维护下面3个变量：接收窗口大小(receive window size)，记为RWS，给出接收方所能接收的无序帧数目的上界；LAF表示可接收帧(largest acceptable frame)的序号；LFR表示最近收到的帧(last frame rece ived)的序号。接收方也维持如下不变式：LFS-LAR≤SWS?图3-2 接收方的滑动窗口当一个具有顺序号SeqNum的帧到达时，接收方采取如下行动：如果SeqNum≤LFR或SeqNum> LAF，那么帧不在接收窗口内，于是被丢弃；如果LFR＜SeqNum≤LAF，那么帧在接收窗口内，于是被接收。现在接收方需要决定是否发送一个ACK。设SeqNum To ACK表示未被确认帧的最大序号，则序号小于或等于SeqNum To ACK的帧都已收到。即使已经收到更高序号的分组，接收方仍确认SeqNum To ACK的接收。这种确认被称为是累积的(cumulative)。然后它设置LFA = SeqNum To ACK，并调整LFA = LFR + RWS。LFRLFR
图3-
