前言：我們這裡學習的傳輸機制，收發雙方經過網際網路進行通訊，而不是侷限於點對點的資料鏈路。

傳送方給接收方傳送資料分組，傳送方進行檢測，如果沒有誤碼就接受該分組，並給傳送方傳送確認分組，簡稱為ACK，傳送方收到接收方對該資料分組的確認分組後，才能傳送下一個資料分組。

如果這個分組在傳輸過程中產生了誤碼，接收方對這個分組進行檢測，檢測到了誤碼，就丟棄這個分組，並給傳送方傳送否認分組，簡稱NAK。傳送方收到接收方對該資料分組的否認分組後，就知道自己發的這個資料分組出現了問題，立刻重傳資料分組。

實際情況往往比上面描述的複雜，例如，資料分組在傳輸過程中丟失了，這種情況在資料鏈路層點對點傳輸不太容易出現，但是多個網路多個路由器的複雜網際網路中，很容易出現該情況，這樣接收方收不到分組，也就不會回覆確認分組或者否認分組。如果不採取措施，接收方就一直等待回覆，接收方一直等待接收，工作就推進不下去。

為解決這個問題，可以在傳送方傳送一個數據分組後，啟用超時倒計時，若超過一定時間，傳送方還沒收到接收方的確認分組ACK或者否認分組NAK，則重傳原來的資料分組，這叫做超時重傳。一般可將重傳時間設定為略大於“從傳送方到接收方的平均往返時間”。

那麼上面幾個手段，就已經足夠實現可靠傳輸了嗎？是否還會有其他情況？

既然傳送方傳送的資料分組可能丟失，那麼接收方傳送的確認或者否認分組也有可能丟失。例如，傳送方傳送資料分組，接收方正常接收後，返回一個確認分組ACK，確認分組在傳送過程中丟失了，傳送方在超時時間內，沒收到確認分組，那麼就會發起對之前資料分組的超時重傳，假設這個重傳的資料分組也正常到達了接收方，接收方如何判斷這個分組是個重複的分組？

為了避免分組重複這種傳輸錯誤，必須給每個分組帶上序號。對於停止-等待協議，由於每傳送一個數據分組就停止等待，只要保證每傳送一個新的資料分組，其發送序號與上一次傳送的序號不同就好了，因此資料分組用一個位元來編號。

這樣，接收方上一次回覆的確認分組如果丟失了，導致傳送方重傳了一樣的分組，接收方根據序號判斷為重複分組，直接丟棄該分組，並再次回覆確認分組，以免傳送方再次超時重傳。

那麼，再思考一下，既然資料分組，需要編號，那確認分組ACK或者否認分組NAK是否需要編號呢？

下面這種情況，傳送方傳送分組0，接受方接收後，給傳送方傳送確認分組ACK，由於某些原因，這個確認分組延遲了，導致傳送方對分組0重傳，在重傳傳輸過程中，傳送方收到了延遲到達的確認分組，於是傳送資料分組1，接收方收到重複分組0後，直接丟棄，併發送該分組0的確認分組，這一次分組是對分組0的確認分組，但是傳送方收到後，怎麼知道是分組0的確認分組呢？如果不採取其他措施，傳送方誤認為這是對分組1的確認。

如果對確認分組也進行編號，就可以使傳送方避免這種誤判。

【注意事項】

接收端檢測到資料分組有誤碼時，將其丟棄並等待發送方的超時重傳。但對於誤位元速率較高的點對點鏈路，為了使傳送方儘早重傳，也可給傳送方傳送否認分組NAK。

為了讓接收方能夠判斷所接到的資料分組是否重複，需要給資料分組編號。由於停止-等待協議的停止等待特性，只需要一個位元編號就夠了，即編號0和1.

為了讓傳送方能夠判斷所接收到的確認分組ACK是否是重複的，需要給確認分組ACK編號，所用位元數也是一個，資料鏈路層一般不會出現ACK遲到情況，因此在資料鏈路層使用停止等待協議，可以不給ACK編號。

超時計時器的時間應該謹慎選擇，一般可將重傳時間選擇略大於“從傳送方到接收方的平均往返時間”，在資料鏈路層點對點傳輸往返時間比較確定，重傳時間比較好設定，然而在運輸層，由於端到端往返時間不確定，設定合適的超時時間並不容易，我們在後續關於TCP的學習內容裡進行詳細學習。

接下來，瞭解一下停止-等待協議的通道利用率。為了方便理解假設收發雙方之間是一條直通的通道，傳送方傳送完一個數據分組後就停止傳送，並等待確認分組，再進行下個分組。傳送資料的時間為T1(傳送)，收發雙方之間往返時間T2（返回），接收方傳送確認耗費時間為T3（確認傳送），忽略對分組的處理時延。因此一個數據傳送到下一次傳送之間的總時間為：T=T1(資料分組傳送時間)+T2（資料往返時間）+T3（確認分組傳送時間），咱們這個總時間內，實際傳輸的有效資料只有資料分組，資料分組花費的實際為T1（資料分組傳送時間），那麼通道利用率的計算公式為U= T1(資料分組傳送時間) / T1(資料分組傳送時間)+T2（資料往返時間）+T3（確認分組傳送時間）, T3（確認分組傳送時間）的時間很小，往往可以忽略，當T2（資料往返時間）過大，遠大於T1(資料分組傳送時間)，例如使用衛星鏈路，通道，通道利用率極低。

如果發生重傳，通道利用率進一步降低，為了客戶停止等待協議的缺點，就產生了另外兩種協議，後退N幀協議GBN和選擇重傳協議SR。

停止-等待協議SW這種透過確認，超時重傳實現的可靠傳輸協議，在其他地方還會稱為自動請求重傳協議ARQ，意思是重傳的協議是自動進行的。不需要接收方顯式地請求傳送方傳輸某個出錯的分組。

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