rdt3.0

rdt3.0 開始考慮到packet loss的情形，它怎麼解決呢?

喔喔~原來是採用"倒數計時"的方式，sender每送一個封包就會設定一個timer，如果超過時間還沒收到receiver的回饋，sender就會重傳該封包。如果receiver有回饋，但可能因為網路太慢使得ACK遲到sender會如何?sender還是重傳啊!於是receiver就會收到重複的封包，不過沒關係，有sequence number就可以辨認哪個是重複的封包。

注意這裡，rdt3.0的重傳機制只綁定在timer身上，可以看紅色圈起來的地方(圖中描述ACK壞掉或是ACK編號錯誤)

這裡也是rdt2.2與rdt3.0另外一個差別，這個意思是回饋如果是錯的sender也不重傳、不停止倒數，直等到timerout才重傳(rdt2.2收到錯誤的回饋就會重傳)。

幾種狀況

下圖分別為正常情況與sender packet loss

sender 等到timerout 重傳

而這是ACK中途loss

sender 等到timerout 重傳，receiver收到重複的封包，於是再傳一次ACK。

這是回饋晚到的情形，比較複雜一點，這會導致雙方的時間不一致，所以會多送幾次封包與ACK

rdt3.0性能

它也是採用 stop and wait 的方式，中間在等回饋的時候sender除了倒數計時之外都沒做事。

注:1RTT 大約等於 兩個propagation delay(sender發出封包的最後一個bit到sender收到ACK的時間)；L/R 是 transmition delay
注意receiver要等到收到最後一個packet的bit才會發出ACK。

假設RTT是30，sender完整發出一個封包是0.008所以一個回合sender使用效率只有0.008/30.008，使用率很差。
怎麼改良呢?請繼續看~

Pipelined protocols

所以我們又想到一個方法，如果一次可以送很多封包就不用花時間等那麼多次了!
使用"in flight"(在途，就是還未被確認的packet)的概念。
有兩個特色:

• 它有一個未被確認封包的上限 N (WindowSize)
• 有buffering(緩衝)機制
  Pipelined protocols 主要分兩類:(1)go-back-N (2)selective repeat
  如果在理想的狀態下，它的使用效率可達100%，因為可以一邊傳一邊收。

1.go-back-N (GBN)

下圖的框框是一個WindowSize

每一根長長的代表一個segment(請容我叫它封包QUQ)

• 綠色的是送出且被checked部分
• 黃色的是已經送出但還沒被checked部分
• 框框內藍色的是還沒被送出，但還可以再送的空間
• 白色的是還不能送的，因為go-back-N對於未確認的封包有WindowSize的上限

名詞解釋:

• send_base:最老的未被確認封包
• nextseqnum:下一個準備要傳的封包

go-back-N 特色

• timer: 這go-back-N的 timer 會設定在send_base上面，並等待receiver 送 ACK(n)。
• cumulative ACK: 甚麼是ACK(n)?
  舉個例子，如果ACK(7)就代表第七個封包以下(包含)都沒問題，所以這也稱**“cumulative
  ACK”**!
• timeout的處理:sender會從send_base直到最後的未確認封包都重送，如果Window是滿的就會重送N個封包(最糟的狀況)，這也是為甚麼它叫go-back-N。
• 如果中間有缺失:舉例，8號封包不見了，但是sender送的9、10、11都是正常的，receiver還是只會一直送ACK(7)。
  之後window滿的就不能送、卡在那裏等timeout，從8號封包到 8+N-1號封包都會重送。

流程

sender方

注:

• 收到ACK(N)，window就會往右移，直到base=N+1
• nextseqnum>=base+N 代表window已經滿了，sender就不會再接收上層傳下來的封包

receiver方

看下圖，2號封包loss，receiver一直痴痴地等著二號封包，非二號封包就丟掉，然後等到timeout，整個window的封包都重傳了!

你會不會覺得 go-back-N 有一種「一顆老鼠屎，壞了一鍋粥」的感覺?

2.Selective repeat

不同於 go-back-N，Selective repeat 每一個送出的封包都有綁定timer，為甚麼它要這麼做?
是的，當其中一個封包有缺失就只要送該封包就好。

這裡要注意，Selective repeat 的receiver有window buffer，而 go-back-N 只有sender 有 window buffer

雖然Selective repeat可以少重送封包，但要多設timer，資源消耗也不少。
所以兩種方法各有利弊。

這裡就簡單介紹完 reliable data transfer ，考試加油!!

思考:

• 為甚麼需要可靠傳書協定(rdt)?
• Selective repeat 與 go-back-N 的差別?
• rdt2.0 與 rdt2.1 差別?
• 拿幾張A4紙，學到多少還記得?一邊講一邊寫出來吧!