版权声明:本文为博主原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。

本文链接:https://www.cnblogs.com/lihuidashen/p/12800323.html

微信链接:https://mp.weixin.qq.com/s/LMBklt3xyZR2mu076lguCg

最近在做无线传输的通信协议实现,这里涉及到超时重传,窗口移动,可靠性传输的问题,有些一些心得,也有很多的调试历程,与大家分享,当然源码不会开源,但是思想会毫无保留.

首先我们看重传原理ARQ

ARQ(AutomaticRepeat reQuest,自动重传请求)是在数据链路层(MAC)实现的一种可靠性传输机制。其重传原理是发送端先将数据链路层的数据SDU按照固定的ARQ块大小来进行分片,最后剩下的数据不管多小都分为一个分片,接着为每个分片进行编号BSN(Block Sequence Number),如下图所示:

ARQ机制中SDU分片和BSN示意图

随后确定发送端的ARQ滑窗,即:将第一个发送PDU块作为ARQ发送窗口的起始PDU块ARQ_TX_WINDOW_START,接下来发送的下一个PDU块作为ARQ发送下一个PDU块ARQ_TX_NEXT_BSN。当发送的1个或N个PDU块被接收端确认接收成功后,其滑窗的起始PDU块ARQ_TX_WINDOW_START会加1或N,即:往后面滑1或N格,而下一个PDU块始终指到未发送PDU块的第1个。

同时,接收端也会根据接收情况来确定接收ARQ滑窗,即:通过ARQ接收起始PDU块ARQ_RX_WINDOW_START和接收ARQ滑窗大小ARQ_RX_WINDOW_SIZE两个参数来确定该滑窗大小。当在滑窗内的PDU块全部接收到后,会确认这次接收PDU的结果,如果有个别PDU块接收失败,则在后续的反馈IE中指出来,让发送端进行重传,重传最大次数来控制重传次数,否则就直接将接收ARQ滑窗往后滑,ARQ接收起始PDU块ARQ_RX_WINDOW_START会滑到还未接收PDU块的第1个,整个滑窗整体往后滑动。

以上的传输过程请参考下图:

ARQ传输机制原理图

那么怎么实现呢?

对于单个数据包来说,是很简单的,其ARQ状态机如下

对于需要窗口传输的重传机制来说,如图所示,

发送窗口只有收到对端对于本段发送窗口内字节的ACK确认,才会移动发送窗口的左边界。
    接收端可以根据自己的状况通告窗口大小,从而控制发送端的接收,进行流量控制。

我们来定义数据结构

//数据索引typedef struct {  int status;  int dataID;  u16* Recvbuffer;  int len;}CommDataIndex;

//包的状态typedef struct{ int id; int crc;}PacketStatus;

//发送状态typedef struct{ int dataID; int iRetries; int iResendTimerID;//重传定时器 int iCycleTimerID; //生命周期定时器
}SendStatus;

//窗口信息typedef struct { int winSize; SendStatus status[wSize]; int minID; int maxID;
}WINMSG;

//数据类型enum{ RTS=0, CTS,
ACKNAK, payload,
}DATATYPE;

数据结构定义如下图,当有数据需要发送时,先申请动态内存缓存数据,最多缓存20包数据,数据的具体内容如CommDataIndex中所示,包含数据ID序号、数据buffer、数据长度;窗口的内容(包含窗口大小,窗口中每包数据发送状态,窗口中最小最大的数据ID序号) 如winMsg所示;数据包发送状态(包含数据ID,重发次数,重发定时器,生命周期定时器)如下Status所示。

发送端具体流程:

有数据发送时,先判断CommDataIndex数组中是否有空的位置,如果为空则将数据放入,最多缓存20包数据;

判断窗口是否满状态,当窗口不是满状态时,则可以发送数据,更新窗口信息(窗口中的最小最大ID,发送状态),启动发送状态中的定时器、更新重传次数;

当返回ack,则表示发送成功,判断是哪一包发送成功,找到这一包在commDataIndex的位置,并且清空,释放内存,找到这一包在窗口中的位置,清除这个位置窗口的发送状态信息(重传次数,数据ID),关闭这个窗口位置的定时器;如果这一包是窗口中最小的ID值,则可以移动窗口,进行下一包的传输,更新窗口中最小最大ID值

当返回nak,则表示发送失败,判断是哪一包发送失败,找到这一包在winMsg的位置,关闭窗口中对应的定时器,此时进行重发,更新发送状态status,更新重传次数,并且开启窗口中对应的定时器;当重传次数超过4次时,关闭对应的定时器,清空窗口发送状态的信息,重传次数,数据ID,找到这一包在commDataIndex的位置,并且清空,释放内存。

当没有响应消息时,表示发送超时,窗口对应的定时器ID构造事件传递给通信任务的定时器事件接收ID中,在发送端事件ID中处理,首先关闭定时器,找到定时器对应的窗口的位置,更新对应窗口发送状态信息,更新重传次数,当重传次数超过4次时,关闭对应的定时器,清空窗口发送状态的信息,重传次数,数据ID。进行重传操作,并且启动定时器。

当数据发送时长到达重传生命周期定时器限值时,表示整包数据没有在规定的时间里发送成功,此时关闭对应窗口的定时器,清空对应的窗口信息以及这一包数据的缓存信息,如果此时发现缓存数据中有数据需要发送,则进行发送,更新对应的窗口信息。

结果查看

 

推荐阅读

(点击标题可跳转阅读)

【编程之美】用C语言实现状态机(实用)

【超详细C语言】带你吃透贪吃蛇游戏之精髓

【编程之美】超时重传,滑动窗口,可靠性传输原理C语言实现的更多相关文章

  1. 【编程之美】常用于单片机的接口适配器模式C语言实现

    版权声明:本文为博主原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明. 本文链接:https://www.cnblogs.com/lihuidashen/p/128750 ...

  2. 7、滑动窗口套路算法框架——Go语言版

    前情提示:Go语言学习者.本文参考https://labuladong.gitee.io/algo,代码自己参考抒写,若有不妥之处,感谢指正 关于golang算法文章,为了便于下载和整理,都已开源放在 ...

  3. TCP面试题之滑动窗口原理

    TCP 滑动窗口 作用: 1. 提供TCP可靠性:对发送的数据进行确认 2. 流量控制:窗口大小随链路变化 一.TCP窗口机制 TCP中窗口大小是指tcp协议一次传输多少个数据.因为TCP是一个面向连 ...

  4. [TCP/IP] 滑动窗口

    什么是滑动窗口? 滑动窗口机制是TCP协议的一种流量控制和防拥塞的机制. 滑动窗口的工作原理? 简单来讲,就是接收方和发送方分别保留一块缓冲区,作为接收和发送数据来使用,发送数据过程中,如果发送方发的 ...

  5. 彻底搞通TCP滑动窗口

    在我们当初学习网络编程的时候,都接触过TCP,在TCP中,对于数据传输有各种策略,比如滑动窗口.拥塞窗口机制,又比如慢启动.快速恢复.拥塞避免等.通过本文,我们将了解滑动窗口在TCP中是如何使用的. ...

  6. storm 1.0版本滑动窗口的实现及原理

    滑动窗口在监控和统计应用的场景比较广泛,比如每隔一段时间(10s)统计最近30s的请求量或者异常次数,根据请求或者异常次数采取相应措施.在storm1.0版本之前,没有提供关于滑动窗口的实现,需要开发 ...

  7. 源码分析 Alibaba sentinel 滑动窗口实现原理(文末附原理图)

    要实现限流.熔断等功能,首先要解决的问题是如何实时采集服务(资源)调用信息.例如将某一个接口设置的限流阔值 1W/tps,那首先如何判断当前的 TPS 是多少?Alibaba Sentinel 采用滑 ...

  8. TCP超时重传、滑动窗口、拥塞控制、快重传和快恢复

    TCP超时重传 原理是在发送某一个数据以后就开启一个计时器,在一定时间内如果没有得到发送的数据报的ACK报文,那么就重新发送数据,直到发送成功为止. 影响超时重传机制协议效率的一个关键参数是重传超时时 ...

  9. TCP协议可靠性是如何保证之滑动窗口,超时重发,序列号确认应答信号

    原创文章首发于公众号:「码农富哥」,欢迎收藏和关注,如转载请注明出处! TCP 是一种提供可靠性交付的协议. 也就是说,通过 TCP 连接传输的数据,无差错.不丢失.不重复.并且按序到达. 但是在网络 ...

随机推荐

  1. 第二次实验报告:使用 Packet Tracer 分析应用层协议

    个人信息: 姓名:倪晓东 班级:计算1811 学号:201821121020 1 实验目的 熟练使用Packet Tracer工具.分析抓到的应用层协议数据包,深入理解应用层协议,包括语法.语义.时序 ...

  2. C语言中结构体内存存储方式

    C语言中结构体内存存储方式 结构体的默认存储方式采用以最大字节元素字节数对其方式进行对齐,例如一个结构体中定义有char.int类型元素,则结构体存储空间按照int类型占用字节,如果还有double类 ...

  3. Python命令行执行.py文件提示ModuleNotFoundError:No module named 'XXX'解决办法

    原因:在命令行执行.py文件找不到包是因为我们没有把项目路径保存,可以通过sys.path.append()保存项目路径,执行后就能成功. ############################## ...

  4. 白话web安全

    伤心往事 梦回大二,那时候沉迷于毒奶粉,甚至国庆都在宿舍与毒奶粉共同度过,但是却发生了一件让我迄今难忘的事情~ 我新练的黑暗武士被盗了!!!干干净净!!! 虽然过了好久了,但是记忆犹新啊,仿佛发生在昨 ...

  5. Javascript/Jquery遇到字符串自动NaN的问题

    结果发现是一个id绑定了两次点击事件.修改之后,问题解决.

  6. python学习之由

    2019python之年: 2019是个挫折之年,但又是幸运之年,这一年创业遭遇滑铁卢,几与破产,充满着迷茫,路在何方?? 开始接触python是在微信朋友圈,结缘于广告,觉得很有意思,但一直没有深入 ...

  7. 从头捋捋jvm(-java虚拟机)

    jvm 是Java Virtual Machine(Java虚拟机)的缩写,java 虚拟机作为一种跨平台的软件是作用于操作系统之上的,那么认识并了解它的底层运行逻辑对于java开发人员来说很有必要! ...

  8. .NET Core项目部署到Linux(Centos7)(二)环境和软件的准备

    目录 1.前言 2.环境和软件的准备 3.创建.NET Core API项目 4.VMware Workstation虚拟机及Centos 7安装 5.Centos 7安装.NET Core环境 6. ...

  9. wireshark抓包实战(六),过滤器

    目录 一.抓包过滤器 1.语法来源 2.语法 二.显示过滤器 1.语法来源 2.关键要素 wireshark中,过滤器有两种,一种是抓包过滤器,一种是显示过滤器! 抓包过滤器适合大网络环境,配置与抓包 ...

  10. java第九天,接口是什么?如何实现接口

    接口 很多人纳闷Java为什么会有接口这个知识点呢?其实很大程度上是为了间接实现多继承.但是因为C++的多继承实在是一个难点,Java为了吸取C++的教训,就推出了接口这个概念.接口是一种公共规范标准 ...