滑动窗口协议分析与实现
滑动窗口算法基本原理与实践
滑动窗⼝算法基本原理与实践学过计算机⽹络的同学，都知道滑动窗⼝协议（Sliding Window Protocol），该协议是的⼀种应⽤，⽤于⽹络数据传输时的流量控制，以避免拥塞的发⽣。
该协议允许发送⽅在停⽌并等待确认前发送多个数据分组。
由于发送⽅不必每发⼀个分组就停下来等待确认。
因此该协议可以加速数据的传输，提⾼⽹络吞吐量。
滑动窗⼝算法其实和这个是⼀样的，只是⽤的地⽅场景不⼀样，可以根据需要调整窗⼝的⼤⼩，有时也可以是固定窗⼝⼤⼩。
滑动窗⼝算法（Sliding Window Algorithm）Sliding window algorithm is used to perform required operation on specific window size of given large buffer or array.滑动窗⼝算法是在给定特定窗⼝⼤⼩的数组或字符串上执⾏要求的操作。
This technique shows how a nested for loop in few problems can be converted to single for loop and hence reducing the timecomplexity.该技术可以将⼀部分问题中的嵌套循环转变为⼀个单循环，因此它可以减少时间复杂度。
简⽽⾔之，滑动窗⼝算法在⼀个特定⼤⼩的字符串或数组上进⾏操作，⽽不在整个字符串和数组上操作，这样就降低了问题的复杂度，从⽽也达到降低了循环的嵌套深度。
其实这⾥就可以看出来滑动窗⼝主要应⽤在数组和字符串上。
基本⽰例如下图所⽰，设定滑动窗⼝（window）⼤⼩为 3，当滑动窗⼝每次划过数组时，计算当前滑动窗⼝中元素的和，得到结果 res。
可以⽤来解决⼀些查找满⾜⼀定条件的连续区间的性质（长度等）的问题。
由于区间连续，因此当区间发⽣变化时，可以通过旧有的计算结果对搜索空间进⾏剪枝，这样便减少了重复计算，降低了时间复杂度。
滑动窗口协议
滑动窗口协议协议名称：滑动窗口协议一、协议介绍滑动窗口协议是一种用于数据传输的协议，通过设置发送方和接收方的窗口大小，实现可靠的数据传输和流量控制。
本协议旨在确保数据的完整性和可靠性，提高数据传输的效率和可控性。
二、协议要求1. 数据传输的可靠性：确保数据在传输过程中不丢失、不损坏、不重复。
2. 流量控制：根据接收方的处理能力和网络状况，控制发送方的数据发送速率，避免数据拥塞。
3. 窗口管理：通过滑动窗口的机制，实现数据的分段发送和接收，提高数据传输的效率。
4. 错误检测和纠正：采用适当的错误检测和纠正机制，保证数据传输的准确性。
三、协议流程1. 发送方将待发送的数据分割为固定大小的数据段，并设置发送窗口的大小。
2. 发送方将数据段按照顺序发送给接收方，并启动定时器等待接收方的确认信息。
3. 接收方接收到数据段后，检查数据的完整性。
如果数据正确无误，则发送确认信息给发送方。
4. 发送方收到确认信息后，将发送窗口向前滑动一个位置，并继续发送下一个数据段。
5. 如果发送方在定时器超时前没有收到确认信息，则认为数据丢失，重新发送该数据段。
6. 接收方在收到重复的数据段时，丢弃重复数据并发送确认信息。
四、协议实现1. 窗口大小的选择：根据网络状况和接收方的处理能力，合理选择发送窗口和接收窗口的大小。
2. 序列号的分配：发送方为每个数据段分配一个唯一的序列号，接收方通过序列号确认接收到的数据段。
3. 确认机制：接收方在接收到数据段后，发送确认信息给发送方，确认已收到数据段。
4. 定时器机制：发送方设置定时器，超时后重新发送未收到确认的数据段。
5. 错误检测和纠正：采用适当的错误检测和纠正机制，如循环冗余校验（CRC）等。
五、协议优化1. 快速重传：接收方在收到连续的重复数据段时，立即发送确认信息，以提高数据传输效率。
2. 拥塞控制：根据网络拥塞的程度，动态调整发送窗口的大小，避免数据拥塞和丢失。
3. 流量控制：接收方通过发送窗口的大小，控制发送方的数据发送速率，防止数据过载。
滑动窗口协议
滑动窗口协议协议名称：滑动窗口协议一、引言滑动窗口协议是一种用于数据传输的协议，其主要目的是在发送方和接收方之间建立可靠的数据传输通道。
该协议通过使用滑动窗口的概念来实现数据的流控制和错误恢复。
二、协议背景随着网络通信的发展，数据传输的可靠性和效率成为了重要的问题。
传统的数据传输方式存在着丢包、重传等问题，因此需要一种更可靠、高效的协议来解决这些问题。
滑动窗口协议应运而生。
三、协议原理1. 数据分段：发送方将要传输的数据按照一定的大小进行分段，并为每个数据段分配一个序号。
2. 窗口大小：发送方和接收方都维护一个滑动窗口，窗口大小表示当前可以发送或接收的数据段的数量。
3. 发送方操作：a. 发送窗口：发送方将窗口内的数据段发送给接收方，并等待接收方的确认。
b. 接收确认：接收到接收方的确认后，发送方将窗口滑动，并发送下一个窗口内的数据段。
c. 超时重传：如果发送方在一定时间内未收到接收方的确认，将会重传窗口内的数据段。
4. 接收方操作：a. 接收窗口：接收方接收到发送方发送的数据段后，将其存储在接收窗口中，并发送确认给发送方。
b. 确认重复：如果接收方收到重复的数据段，将会发送上一次确认的序号给发送方。
c. 有序交付：接收方将有序交付给上层应用的数据段，即按照序号顺序将数据段交付给应用层。
四、协议流程1. 发送方将要传输的数据按照一定的大小进行分段，并为每个数据段分配一个序号。
2. 发送方维护一个发送窗口，将窗口内的数据段发送给接收方，并等待接收方的确认。
3. 接收方接收到发送方发送的数据段后，将其存储在接收窗口中，并发送确认给发送方。
4. 发送方收到接收方的确认后，将窗口滑动，并发送下一个窗口内的数据段。
5. 如果发送方在一定时间内未收到接收方的确认，将会重传窗口内的数据段。
6. 接收方如果收到重复的数据段，将会发送上一次确认的序号给发送方。
7. 接收方将有序交付给上层应用的数据段，即按照序号顺序将数据段交付给应用层。
滑动窗口协议实验报告
滑动窗⼝协议实验报告竭诚为您提供优质⽂档/双击可除滑动窗⼝协议实验报告篇⼀：实验⼆滑动窗⼝协议实验报告2＜滑动窗⼝协议的模拟＞项⽬设计报告作者：完成⽇期：签收⼈：签收⽇期：1需求分析实验⽬的：加深对滑动窗⼝协议的理解实验任务：实现对于滑动窗⼝协议的模拟实验环境：pc机操作系统：windowsxp开发环境：microsoftVisualc++6.0，可以使⽤mFc类库1.1问题重述界⾯要求：项⽬要求的所有功能应可视，要有简单的界⾯。
由⼀台pc（或线程）向另⼀台pc（或线程）发送数据包时，界⾯应显⽰出双⽅帧个数的变化，帧序号，发送和接受速度，暂停或重传提⽰等，界⾯中必须动态显⽰数据帧的发送和接受情况，包括在相应的窗⼝详细显⽰相应的AcK和其他收发数据帧后发出的消息，以表明模拟协议的正确运作过程。
在各种情况下，接受⽅和发送⽅窗⼝应实时显⽰帧的发送和接受情况，包括序号，时间戳，内容等。
以及窗⼝的填充和清空情况。
⽹络接⼝要求：两台机器或是⼀台机器中两个独⽴的线程模拟发送⽅与接受⽅，接收数据的端⼝初始应为监听状态。
发送⽅向接受⽅发起连接，成功后开始发送数据。
接受⽅要求：接受⽅应由固定⼤⼩的滑动窗⼝，并对收到信息缓存。
当发送⽅速度过快或帧丢失（超时），接受⽅应发送消息，要求暂停或是重传（停---等协议）。
接受⽅要求按序向⽹络层提交收到的帧。
发送⽅要求：发送⽅发送速度可以调节，并可以暂停或是重发。
发送⽅重传时可仅重传需要的帧。
可指定滑动窗⼝数⽬和要发送的帧的总数，停等的超时时间间隔以及发送类型（正常发送，错序发送，以及缺帧，丢帧的现象），发送速率等参数。
2概要设计2.1原理概述发送⽅和接受⽅都维持了⼀个窗⼝，窗⼝内部包含了那些可以接受的序列号。
发送⽅的窗⼝⼤⼩从0开始，以后可以增⼤到某⼀个预设的最⼤值。
由于发送⽅可能在将来的某个时刻重传未被确认的帧，所以它必须把已经送出去的帧保留⼀段时间，直到他知道接受⽅已经接受了这些帧。
滑动窗口协议
滑动窗口协议协议名称：滑动窗口协议一、引言滑动窗口协议是一种用于数据传输的协议，它通过分割数据流并设置窗口大小，实现了可靠的数据传输和流量控制。
本协议旨在确保数据的可靠传输，提高网络传输效率。
二、协议定义1. 数据分割：发送方将待传输的数据流分割为多个数据包，每个数据包的大小由发送方自行定义。
2. 窗口设置：发送方和接收方都设置一个滑动窗口，用于控制数据传输的流量。
3. 序列号：每个数据包都有一个唯一的序列号，用于标识数据包的顺序。
4. 确认应答：接收方收到数据包后，发送确认应答给发送方，以确认数据包的接收情况。
5. 超时重传：如果发送方在规定时间内未收到确认应答，则会将该数据包重新发送。
三、协议过程1. 发送方：a) 初始化：发送方设置窗口的大小、超时时间，并将待发送的数据流分割为多个数据包。
b) 发送数据：发送方将窗口内的数据包发送给接收方，并开始计时。
c) 等待确认：发送方等待接收方的确认应答，如果在超时时间内未收到应答，则进行超时重传。
d) 窗口滑动：当接收方发送确认应答时，发送方将窗口向前滑动，并发送窗口内的下一个数据包。
e) 数据重传：如果发送方在超时时间内未收到确认应答，则会将窗口内的所有数据包进行重传。
2. 接收方：a) 初始化：接收方设置窗口的大小，并准备接收数据。
b) 接收数据：接收方接收发送方发送的数据包，并发送确认应答给发送方。
c) 确认应答：接收方发送确认应答给发送方，以告知发送方数据包的接收情况。
d) 窗口滑动：当接收方接收到连续的数据包时，窗口向前滑动，并将接收到的数据传递给上层应用。
e) 数据重复：如果接收方收到重复的数据包，则丢弃该数据包，并重新发送上次确认应答。
四、协议特点1. 可靠性：滑动窗口协议通过确认应答和超时重传机制，确保数据的可靠传输。
2. 流量控制：发送方和接收方通过设置窗口大小，实现了对数据传输的流量控制，避免了网络拥塞。
3. 效率：滑动窗口协议通过窗口滑动和数据分割，提高了网络传输的效率，减少了传输延迟。
滑动窗口协议实验报告
滑动窗口协议实验报告1. 引言滑动窗口协议是计算机网络中用于实现可靠数据传输的一种协议。
其核心思想是使用一个窗口来管理发送方和接收方之间的数据传输进程，通过滑动窗口的机制来实现流量控制和错误恢复。
本实验旨在通过编写滑动窗口协议的模拟程序，深入理解该协议的工作原理及其在数据传输中的应用。
2. 实验环境本次实验采用C++语言进行编程，并在Windows操作系统下进行测试。
3. 实验过程3.1 窗口大小的确定首先，我们需要确定滑动窗口的大小。
在实际应用中，窗口大小需要根据网络状况来调整，以保证传输效率。
本次实验中，我们设置窗口大小为5。
3.2 发送方逻辑实现发送方负责将数据分割为若干个数据包，并发送给接收方。
发送方需要维护发送窗口的起始位置和结束位置，在每次发送数据包后，将发送窗口向前滑动一格。
如果接收窗口收到接收方的确认信息，发送方将收到确认的数据包从发送窗口中移除，并将窗口向前滑动一格。
3.3 接收方逻辑实现接收方需要维护接收窗口的起始位置和结束位置。
当接收窗口收到数据包时，接收方首先检查数据包的顺序是否正确，如果顺序正确，则将数据包保存并发送确认信息给发送方。
接收方随后将接收窗口向前滑动一格，等待下一个数据包的到来。
3.4 测试与验证在实验过程中，我们通过模拟网络传输的延迟、丢包等情况来验证滑动窗口协议的可靠性。
通过调整滑动窗口的大小以及模拟网络传输的不同情况，我们可以观察到滑动窗口协议在不同场景下的性能表现。
4. 实验结果分析通过实验，我们观察到滑动窗口协议在正常网络传输情况下，能够实现高效的数据传输。
当网络传输出现延迟或丢包时，滑动窗口协议能够通过重传机制和流量控制策略，确保数据的可靠传输。
在窗口大小适当的情况下，滑动窗口协议能够最大化利用网络带宽，提高数据传输的效率。
5. 实验总结本次实验通过编写模拟程序，深入理解了滑动窗口协议的工作原理及其在数据传输中的应用。
滑动窗口协议通过窗口的滑动机制，实现了对数据传输过程的控制和管理，从而保证了数据的可靠性和传输效率。
实验一 滑动窗口协议实验
实验一滑动窗口协议实验◆实验目的：在NetRiver实验系统中，用C语言实现滑动窗口协议中的1比特滑动窗口协议和后退N帧协议，理解滑动窗口协议◆实验原理和说明：（1）.窗口机制滑动窗口协议的基本原理就是在任意时刻，发送方都维持了一个连续的允许发送的帧的序号，称为发送窗口；同时，接收方也维持了一个连续的允许接收的帧的序号，称为接收窗口。
发送窗口和接收窗口的序号的上下界不一定要一样，甚至大小也可以不同。
不同的滑动窗口协议窗口大小一般不同。
发送方窗口内的序列号代表了那些已经被发送，但是还没有被确认的帧，或者是那些可以被发送的帧。
下面举一个例子（假设发送窗口尺寸为2，接收窗口尺寸为1）：分析：①初始态，发送方没有帧发出，发送窗口前后沿相重合。
接收方0号窗口打开，等待接收0号帧；②发送方打开0号窗口，表示已发出0帧但尚确认返回信息。
此时接收窗口状态不变；③发送方打开0、1号窗口，表示0、1号帧均在等待确认之列。
至此，发送方打开的窗口数已达规定限度，在未收到新的确认返回帧之前，发送方将暂停发送新的数据帧。
接收窗口此时状态仍未变；④接收方已收到0号帧，0号窗口关闭，1号窗口打开，表示准备接收1号帧。
此时发送窗口状态不变；⑤发送方收到接收方发来的0号帧确认返回信息，关闭0号窗口，表示从重发表中删除0号帧。
此时接收窗口状态仍不变；⑥发送方继续发送2号帧，2号窗口打开，表示2号帧也纳入待确认之列。
至此，发送方打开的窗口又已达规定限度，在未收到新的确认返回帧之前，发送方将暂停发送新的数据帧，此时接收窗口状态仍不变；⑦接收方已收到1号帧，1号窗口关闭，2号窗口打开，表示准备接收2号帧。
此时发送窗口状态不变；⑧发送方收到接收方发来的1号帧收毕的确认信息，关闭1号窗口，表示从重发表中删除1号帧。
此时接收窗口状态仍不变。
若从滑动窗口的观点来统一看待1比特滑动窗口、后退n及选择重传三种协议，它们的差别仅在于各自窗口尺寸的大小不同而已。
滑动窗口协议
滑动窗口协议1. 简介滑动窗口协议是一种在计算机网络中常用的传输协议。
它基于窗口的概念，可以提高数据传输的效率和可靠性。
本文将详细介绍滑动窗口协议的原理、工作流程以及优势。
2. 原理滑动窗口协议的核心原理是利用窗口的概念来管理数据的传输。
每个窗口都有一个固定大小，表示可以发送或接收的数据的数量。
发送方维护一个发送窗口，用于存放待发送的数据包。
初始状态下，发送窗口的左端点位于第一个数据包，右端点位于窗口大小加一处。
发送方每次发送一个数据包后，将窗口向右滑动一个位置。
接收方维护一个接收窗口，用于存放已经成功接收的数据包。
初始状态下，接收窗口的左端点和右端点都位于第一个数据包处。
接收方每次接收到一个数据包后，将窗口向右滑动一个位置。
滑动窗口协议通过控制窗口的大小，实现了多个数据包的同时传输。
发送方和接收方可以独立选择窗口大小，使得协议可以灵活地适应不同的网络环境和需求。
3. 工作流程滑动窗口协议的工作流程如下：3.1 发送方1.发送方将待发送的数据划分为多个数据包，存放在发送窗口中。
2.发送方发送发送窗口中的数据包，并启动一个定时器，等待接收方的确认。
3.如果收到接收方的确认，发送方将窗口向右滑动一个位置，继续发送下一个窗口的数据包。
4.如果定时器超时，发送方重新发送发送窗口中未收到确认的数据包。
5.重复步骤3和步骤4，直到发送完所有数据包。
3.2 接收方1.接收方接收到发送方发送的数据包，并存放在接收窗口中。
2.接收方发送确认消息给发送方，表示已成功接收到数据包。
3.接收方将窗口向右滑动一个位置，继续接收下一个窗口的数据包。
4.重复步骤1、步骤2和步骤3，直到接收完所有数据包。
4. 优势滑动窗口协议具有以下优势：4.1 高效的数据传输滑动窗口协议可以同时传输多个数据包，提高了数据传输的效率。
通过调整窗口的大小，可以适应不同的网络环境和带宽。
4.2 自动重传机制滑动窗口协议具有自动重传机制，可以在数据包丢失或损坏时自动重发。
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滑动窗口协议分析与实现
目录
1 引言 (2)
1.1 滑动窗口协议概述 (2)
1.2 本次设计任务 (2)
2 滑动窗口协议介绍 (3)
2.1 滑动窗口协议工作原理 (3)
1 引言
1.1 滑动窗口协议概述
滑动窗口协议可能是计算机网络中最著名的算法，它是TCP使用的一种流量控制方法。
滑动窗口协议也称为回退N步协议Go-Back-N(GBN)协议，它可以有三个不同的功能，第一个功能，即在不可靠链路上可靠地传输帧。
（一般来说，该算法被用于在一个不可靠的网络上可靠地传输消息。
）这是该算法的核心功能。
滑动窗口算法的第二个功能是用于保持帧的传输顺序。
这在接收方比较容易实现，因为每个帧有一个序号，接收方要保证已经向上层协议传递了所有序号比当前帧小的帧，才向上传送该当前帧。
即，接收方缓存了（即没有传送）错序的帧。
滑动窗口算法的第三个功能是，它有时支持流量控制（flowcontrol），它是一种接收方能够控制发送方使其降低速度的反馈机制。
这种机制用于抑制发送方发送速度过快，即抑制传输比接收方所能处理的更多的数据。
滑动窗口协议，允许发送方传输多个分组而不需等待确认，但它也受限于在流水账中未确认的分组数不能超过最大允许数N。
只有在接收窗口向前滑动，即接收方向发送方发送了确认反馈，同时发送方收到确认消息时，发送窗口才能向前滑动。
1.2 本次设计任务
本次的设计任务是根据滑动窗口协议的工作原理，在WebRTC的基础上，用C++语言编写一个滑动窗口协议的程序。
要求该程序实现滑动窗口协议的基本功能功能，如：发送帧被接收与否的判断，帧超时重发，帧缓存等。
同时需要设计一个测试机制，以检测该程序的正确性、可靠性。
2 滑动窗口协议介绍
2.1 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。