3.4.1 流量控制、可靠传输与滑动窗口机制

流量控制涉及对链路上帧的发送速率的控制，以使接收方有足够的缓冲空间来接受每一个帧。例如，在面向帧的自动重传请求系统中，当待确认帧的数量增加时，有可能超出缓冲存储空间而造成过载。流量控制的基本方法是由接收方控制发送方发送数据的速率，常见的方式有两种：停止-等待协议和滑动窗口协议。

1.停止-等待流量控制基本原理

发送方每发送一帧，都要等待接收方的应答信号，之后才能发送下一帧；接收方每接受一帧，都要反馈一个应答信号，表示可接受下一帧，如果接收方不反馈应答信号，则发送方必须一直等待。每次只允许发送一帧，然后就陷入等待接收方确认信息的过程中，因而传输效率很低。

2.滑动窗口流量控制基本原理

在任意时刻，发送方都维持一组连续的允许发送的帧的序号，称为发送窗口；同时接收方也维持一组连续的允许接收帧的序号，称为接收窗口。发送窗口用来对发送方进行流量控制，而发送窗口的大小Wt代表在还没有收到对方确认信息的情况下发送方最多还可以发送多少个数据帧。同理，在接收端设置接收窗口是为了控制可以接收哪些数据帧而不可以接收哪些数据帧。在接受数据方只有当收到的数据帧的序号落入接受窗口内才允许将该数据帧收下。若接受到的数据帧落在接受窗口之外，则一律将其丢弃。

在发送端，每收到一个确认帧，发送窗口就向前滑动一个帧的位置，当发送窗口内没有可以发送的帧（即窗口内的帧全部是已发送但未收到确认的帧），发送方就会停止发送，直到收到接受方发送的确认帧使窗口移动，窗口内有可以发送的帧，之后才开始继续发送。

在接受端，当收到数据帧后，将窗口向前移一个位置，并发回确认帧，若收到的数据帧落在接受窗口之外则一律丢弃。

滑动窗口有以下重要特性：

1）只有接受窗口向前滑动时（同时接受方发送确认帧），发送窗口才有可能（只有发送方收到确认帧才是一定）向前滑动。

2）从滑动窗口的概念看，停止-等待协议、后退N帧协议和选择重传协议只有在发送窗口大小和接受窗口大小有所差别。

停止-等待协议：发送窗口大小=1，接受窗口大小=1；

后退N帧协议：发送窗口大小>1，接受窗口大小=1；

后退N帧协议：发送窗口大小>1，接受窗口大小>1；

3）当接受窗口的大小为1时，可保证帧的有序接受。

4）数据链路层的滑动窗口协议中，窗口的大小在传输过程中是固定的。

3.可靠传输机制

数据链路层的可靠传输通常使用确认和超时重传两种机制来完成。

确认是一种无数据的控制帧，这种控制帧使得接收方可以让发送方知道哪些内容被正确接收。有些情况下为了提高传输效率，将确认捎带在一个回复帧中，称为捎带确认。

超时重传是指发送方在发送某一个数据帧以后就开始一个计时器，在一定时间内如果没有得到发送的数据帧的确认帧，那么就重新发送该数据帧，直到发送成功为止。

自动重传请求（Auto Repeat reQuest，ARQ），通过接收方请求发送方重传出错的数据帧来恢复出错的帧，是通信中用于处理信道所带来差错的方法之一。传统自动重传请求分为三种，即停等式（Stop-and-Wait）ARQ、后退N帧（Go-Back-N）ARQ以及选择性重传（Selective Repeat）ARQ。后两种协议是滑动窗口技术与请求重发技术的结合，由于窗口尺寸开到足够大，帧在线路上可以连续地流动，因此又称为连续ARQ协议。