滑动窗口实验报告

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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

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。

[VIP专享]滑动窗口协议实验SWP

[VIP专享]滑动窗口协议实验SWP
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。
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2006年经省农业厅,南平市政府19批41准年,毛南泽平东农在校《与改建造阳我农们业的工学程习学》校一合文署中办,学把,这强句强原联指合治,学实态行度一的套话班古子为,今两用个,校从区哲的学管的理高体度制做,了从新而的使分学析校,的深办化学了规对模实,事办求学是实的力理都解有,长并足为的其发提历展出史,了的逐一经步个验发经教展典训成的告为注诉有释我着,们广指:泛出什发:么展“时空‘候间实坚和事持良’实好就事发是求展客是前观,景存党的在和闽着国北的家唯一的一切事一事业所物就集,会文第‘顺理一是利、个’发农问就展工题是;商,客什实贸实观么事为事事时求一求物候是体是的背是,地内离一面看部实个向待联事老全我系求话国们,是题招的即,,生学规党实和校律和事就。性国求业职,家是的业‘的一,教求事一语办育’业、,学明就就实出规显是会事自模不我遭求东最同们遇是汉大于去挫地班、高研折看固师等究。待所资教”同学著力育。时校《量和毛,、汉最中泽只学书雄学东有生河厚教对坚和间、育中持学献办,国实校王学不社事当传质同会求前》量点、是工。和就中,作书办在国党以中学于革和及称声职命人存赞誉业的民在刘高教分的的德的育析事问“综所无业题修合有不才学性工贯能好国作穿顺古家和着利,级任实前实重何事进事点事求,求中情是一是专都的旦。和必精背”省须神离其级靠。实意文自因事思明己而求是学完他是根校成才就据。。能必实而找然事这到遭求些中到索成国挫真绩革折理的命甚。取的至得规倒是律退得,。益制实于定事学出求校适是党合是政中马领国克导国思的情主坚的义强路世领线界导方观,针的得政根益策本于,要全指求体导,党中是员国马干革克部命思和走主教向义职胜的工利精的,髓辛实。勤事工求作是和是共中同国努革力命的实结践果经,验但的最高主度要总的结一和条概是括得,益中于国学革校命始和终建坚设持的实经事验求表是明的,原实则事,求可是以是说胜,利坚之持本实,事只求要是坚原持则实是事我求们是学,校我各们项党事就业会健永康远、立稳于定不和败谐之发地展。的重要保证。

计算机网络--滑动窗口实验报告

计算机网络--滑动窗口实验报告

计算机网络--滑动窗口实验报告计算机网络滑动窗口协议实验报告目录一、实验内容和实验环境描述(2)1.实验内容(2)2.实验目的(2)3.实验环境(2)二、协议设计(3)三、软件设计(4)Part A 选择重传协议1.数据结构(4)2.模块结构(6)3.算法流程(7)Part B gobackn协议 1.数据结构(8)2.模块结构(9)3.算法流程(10)四、实验结果分析(11)五、探究问题(13)六、实验总结与心得体会(14)一、实验内容和实验环境描述1.实验内容利用所学数据链路层原理,自己设计一个滑动窗口协议,在仿真环境下编程实现有噪音信道环境下两站点之间无差错双工通信。

信道模型为8000bps全双工卫星信道,信道传播时延270毫秒,信道误码率为10?5,信道提供字节流传输服务,网络层分组长度固定为 256 字节。

2.实验目的通过该实验,进一步巩固和深刻理解数据链路层误码检测的CRC校验技术,以及滑动窗口的工作机理。

滑动窗口机制的两个主要目的:(1)实现有噪音信道环境下的无差错传输;(2)充分利用传输信道的带宽。

在程序能够稳定运行并成功实现第一个目标之后,运行程序并检查在信道没有误码和存在误码两种情况下的信道利用率。

为实现第二个目标,提高滑动窗口协议信道利用率,需要根据信道实际情况合理地为协议配置工作参数,包括滑动窗口的大小和重传定时器时限以及 ACK 搭载定时器的时限。

3.实验环境Windows10环境PC机Microsoft Visual Studio 2017集成开发环境二、协议设计本次试验主要设计数据链路层,实验中分别设计了gobackn协议与选择重传协议。

主要涉及到的层次结构是物理层、数据链路层、网络层。

物理层:为数据链路层提供的服务为8000bps,270ms传播延时,10?5误码率的字节流传输通道。

数据链路层利用接口函数send_frame()和 recv_frame()从物理层发送和接收一帧。

滑动窗口协议实验报告

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。

滑动窗口协议实验报告

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。

课程设计报告-滑动窗口协议仿真

课程设计报告-滑动窗口协议仿真

滁州学院课程设计报告课程名称:计算机网络设计题目:滑动窗口协议仿真系别:计算机与信息工程学院专业:计算机科学与技术组别:第五组起止日期:2011年11月24日~2011年12月7日指导教师:赵国柱计算机与信息工程学院二○一一年制课程设计任务书一. 引言二. 基本原理2.1 窗口机制2.2 1bit滑动窗口协议2.3 后退N协议2.4 选择重传协议2.5 流量控制三. 需求分析3.1 课程设计题目3.2 开发环境3.3 运行环境3.4 课程设计任务及要求3.5 界面要求3.6 网络接口要求四. 详细设计4.1 结构体的定义4.2 发送方的主要函数4.3 接受方的主要函数五.源代码5.1 发送方的主要代码5.2 接收方的主要代码六. 调试与操作说明致谢[参考文献]课程设计的主要内容1.引言早期的网络通信中,通信双方不会考虑网络的拥挤情况直接发送数据。

由于大家不知道网络拥塞状况,一起发送数据,导致中间结点阻塞掉包,谁也发不了数据。

在数据传输过程中,我们总是希望数据传输的更快一些,但如果发送方把数据发送的过快,接收方就可能来不及接收,这就造成数据的丢失。

因此就有了滑动窗口机制来解决这些问题。

早期我们使用的是1bit滑动窗口协议,一次只发送一个帧,等收到ack确认才发下一个帧,这样对信道的利用率太低了。

因此提出了一种采用累积确认的连续ARQ协议,接收方不必对收到的帧逐个发送ack确认,而是收到几个帧后,对按序到达的最后一个帧发送ack确认。

同1bit滑动窗口协议相比,大大减少了ack数量,并消除了延迟ack对传输效率的影响。

但是,这会产生一个新的问题,如果发送方发送了5个帧,而中间的第3个帧丢失了。

这时接收方只能对前2个帧发出确认。

发送方无法知道后面三个帧的下落,只好把后面的3个帧再重传一次,这就是回退N协议。

为了解决这个问题,又提出了选择重传协议。

当接收方发现某帧出错后,继续接受后面送来的正确的帧,只是不交付它们,存放在自己的缓冲区中,并且要求发送方重传出错的那一帧。

滑动窗口协议

滑动窗口协议

实验四滑动窗口协议1、实验目的(1)掌握滑动窗口协议的概念、原理与基本算法。

(2)理解3种典型的数据链路层滑动窗口协议:l位滑动窗口协议、使用退后n帧的滑动窗口协议与使用选择性重传的滑动窗口协议。

(3)了解传输层与数据链路层滑动窗口协议的区别与联系,了解TCP滑动窗口协议的实现原理。

2、实验要求编程实现使用选择性重传策略的滑动窗口协议模拟程序:(1)所有功能应可视,具有简单的界面。

(2)由一台PC向另一台PC发送数据包,界面中应动态显示数据帧的发送和接收情况,以表明协议模拟程序的正确运作过程。

(3)当发送方速度过快或帧丢失时,接收方应发送消息,要求暂停或者重传。

接收方应按序向网络层提交接收到的帧。

(4)发送方应可设置发送速度、滑动窗口数目、停止等待等的超时时间间隔以及发送类型(用于模拟信道错误如正常发送,帧校验错,帧丢失)等参数。

3、实验环境微机一台、Visual Studio 6.0集成开发环境。

4、实验相关知识滑动窗口协议的流量控制:发送方窗口内的序列号代表已经发送但尚未确认的帧,一旦窗口达到最大值,发送方的数据链路层必须强行关闭网络层直到有一帧缓冲区可用为止。

接收方数据链路层的窗口对应于允许接收的帧。

任何落在接收窗口之外的帧都不加说明地丢弃。

滑动窗口协议的差错控制:使用后退n帧技术:接收端丢弃出错帧后所有的帧,而不管这些帧是正确的还是出错的;对应于接收窗口的尺寸为1的情况;如果信道错误率高,将会浪费大量的带宽。

选择性重传策略:信道出错时,接收方将存储所有跟在坏帧之后的正确帧,并只要求发送方重传出错的帧;对应于接收窗口大于1的情况。

两种差错控制策略的收发过程比较:5 系统实施5.1程序的主要流程图5.2主要过程关于发送端网络层数据流量的模拟:为了使协议模拟尽量简化,事先做两个假设:假设1:发送方的网络层总有数据需要发送;假设2:接收方没有反向流量,因此不能捎带确认,每次等待辅助定时器超时之后发送一个单独的确认帧(ACK或NAK)。

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滑动窗口实验报告(含源码)
一、实验目的
1.实现一个数据链路层协议的数据传送部分。

2.更好地理解数据链路层协议中的“滑动窗口”技术的基本工作
原理。

3.掌握计算机网络协议的基本实现技术。

二、实验要求
在一个数据链路层的模拟实现环境中,用C语言实现下两个数据链路层协议。

1.1比特滑动窗口协议
2.回退N帧滑动窗口协议
三、实验内容
充分理解滑动窗口协议,根据滑动窗口协议,模拟滑动窗口协议中发送端的功能,对系统发送的帧进行缓存并加入窗口等待确认,并在超时或者错误时对部分帧进行重传。

编写停等及退回N滑动窗口协议函数,响应系统的发送请求、接收帧消息以及超时消息,并根据滑动窗口协议进行相应处理。

四、源代码及注释
#include ""
#include <iostream>
using namespace std;
extern void SendFRAMEPacket(unsigned char* pData, unsigned int len);
ead = *p;
buffer[last_buffered_frame % BUFFER_SIZE].size = bufferSize;
ize);
continue;
SendFRAMEPacket((unsigned char*)(&buffer[i %
BUFFER_SIZE]), buffer[i % BUFFER_SIZE].size);
}
return 0;
}
default : break;
}
return -1;
}
/*
* 回退n帧测试函数
*/
int stud_slide_window_back_n_frame(char *pBuffer, int bufferSize, UINT8 messageType)
{
Frame_head* p = (Frame_head*)pBuffer;
unsigned int timeoutNum = *(unsigned int*)pBuffer;
switch (messageType)
{
ead = *p;
buffer[last_buffered_frame % BUFFER_SIZE].size = bufferSize;
++ last_buffered_frame;
cout << "exp_ack : " << exp_ack << endl;
if (ack >= exp_ack)
{
++ expect_frame;
if (next_frame < last_buffered_frame)
{
SendFRAMEPacket((unsigned
char*)(&buffer[next_frame % BUFFER_SIZE]), buffer[next_frame % BUFFER_SIZE].size);
++ next_frame;
}
}
else break;
}
return 0;
}
ize);
}
return 0;
}
default : break;
}
return -1;
}
/*
* 选择性重传测试函数
*/
int stud_slide_window_choice_frame_resend(char *pBuffer, int bufferSize, UINT8 messageType)
{
return 0;
}
五、思考题
1.退回 N 帧协议不必像 1bit 滑动窗口协议一样,允许发送完
一帧后不等确认帧而继续发送,提高了发送效率。

2.缺点是在重传时可能重新传送已经正确发送的数据帧。

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