2017 计算机网络 ARQ协议信道利用率 解答题
第 47 题

甲乙双方均采用后退 N 帧协议 (GBN) 进行持续的双向数据传输,且双方始终采用捎带确认,帧长均为 1000 B。Sx,y和Rx,y分别表示甲方和乙方发送的数据帧,其中:x是发送序号;y是确认序号(表示希望接收对方的下一帧序号);数据帧的发送序号和确认序号字段均为 3 比特。信道传输速率为 100 Mbps,RTT = 0.96 ms。下图给出了甲方发送数据帧和接收数据帧的两种场景,其中t0为初始时刻,此时甲方的发送和确认序号均为 0,t1时刻甲方有足够多的数据待发送。

请回答下列问题。

(1) 对于图 (a),t0时刻到t1时刻期间,甲方可以断定乙方已正确接收的数据帧数是多少?正确接收的是哪几个帧(请用Sx,y形式给出)?

(2) 对于图 (a),从t1时刻起,甲方在不出现超时且未收到乙方新的数据帧之前,最多还可以发送多少个数据帧?其中第一个帧和最后一个帧分别是哪个(请用Sx,y形式给出)?

(3) 对于图 (b),从t1时刻起,甲方在不出现新的超时且未收到乙方新的数据帧之前,需要重发多少个数据帧?重发的第一个帧是哪个(请用Sx,y形式给出)?

(4) 甲方可以达到的最大信道利用率是多少?

ARQ协议 信道利用率

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1)6 时刻到 t 时刻期间,甲方可以断定乙方已正确接收了 3 个数据帧,(1 分)分别是S0,0,S1,0,S2,0(1 分)。R3,3说明乙发送的数据帧确认号是 3,即希望甲发送序号 3 的数据帧,说明乙已经接收了序号为 0~2 的数据帧。

2)从t1时刻起,甲方最多还可以发送 5 个数据帧(1 分),其中第一个帧是S5,2(1 分),最后一个数据帧是S1,2(1 分)。发送序号 3 位,有 8 个序号。在 GBN 协议中,序号个数 ≥ 发送窗口 + 1,所以这里发送窗口最大为 7。此时已发送了S3,0和S4,1,所以最多还可以发送 5 个帧。

3)甲方需要重发 3 个数据帧(1 分),重发的第一个帧是S2,3(1 分)。在 GBN 协议中,接收方发送了 N 帧后,检测出错,则需要发送出错帧及其之后的帧。S2,0超时,所以重发的第一帧是S2。已收到乙的R2帧,所以确认号应为 3。 $$ \frac{7 \times \frac{8 \times 1000}{100 \times 10^6}}{0.96 \times 10^{-3} + 2 \times \frac{8 \times 1000}{100 \times 10^6}} \times 100% = 50% $$

4)甲方可以达到的最大信道利用率是U= 发送数据的时间/从开始发送第一帧到收到第一个确认帧的时间 =N⋅Td/(Td+RTT+Ta)U是信道利用率,N是发送窗口的最大值,Td是发送一数据帧的时间,RTT是往返时间,Ta是发送一确认帧的时间。这里采用捎带确认,Td=Ta。【评分说明】答案部分正确,酌情给分。