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选择重传协议(SR) ​

考情分析 ​

SR 协议与 GBN 并列为 408 数据链路层的最高频考点。考试中经常将两者放在一起考，要求分析同一场景下 GBN 和 SR 的行为差异，或者给定序号位数推导窗口大小约束。大题概率很高。

考频：★★★★★

从 GBN 到 SR ​

GBN 的问题在于：一帧出错，后续所有帧全部回退重传。在误码率较高的环境下，大量正确的帧被白白丢弃再重传，效率很低。

SR（Selective Repeat）的改进思路：只重传出错的帧，正确到达的帧即使乱序也先缓存起来。

要实现这一点，接收窗口不能再是 1 了——接收方需要能够缓存乱序帧。

发送窗口与接收窗口 ​

参数SR
发送窗口大小 WTWT≤2n−1
接收窗口大小 WRWR=WT≤2n−1
序号位数n 位，序号范围 0∼2n−1

SR 中发送窗口和接收窗口大小相等，且最大为 2n−1。

窗口大小约束推导 ​

为什么 WT+WR≤2n？

考虑最坏情况：发送方发出了窗口内的所有帧，所有 ACK 都丢失了。此时：

  • 发送方超时后会重传所有帧
  • 接收方已经接收了这些帧，窗口已经前移

如果 WT+WR>2n，新旧窗口会有重叠的序号。接收方无法区分收到的帧是重传的旧帧还是新帧。

由于 SR 中 WT=WR，代入得：

2W≤2n⇒W≤2n−1

对比 GBN 的约束： GBN 的 WR=1，所以 WT+1≤2n，即 WT≤2n−1。

逐个确认 ​

SR 使用逐个确认（Individual ACK），不使用累积确认：

  • ACK n 只表示"第 n 帧已正确接收"，不隐含之前帧的确认
  • 接收方对每个正确接收的帧单独发送 ACK
  • 发送方为每一帧维护独立的计时器

接收方行为 ​

SR 的接收窗口 > 1，接收方可以缓存乱序帧：

  • 帧落在接收窗口内 → 接收并缓存，发送对应的 ACK
  • 帧落在接收窗口之前 → 已经收过了（重复帧），重发其 ACK
  • 帧落在接收窗口之外 → 丢弃

当接收窗口的最左侧连续帧都收齐后，窗口整体前移，将这些帧按序交付上层。

工作过程示例 ​

和 GBN 的关键区别：帧 3 和帧 4 没有被丢弃，而是被缓存。只有帧 2 需要重传。

窗口滑动细节 ​

以 n=3（序号 0~7），WT=WR=4 为例：

初始状态:
发送窗口: [0 1 2 3]
接收窗口: [0 1 2 3]

发送帧0,1,2,3，帧2丢失:
发送窗口: [0 1 2 3]  (全部已发送)
接收窗口: 已收到0,1,3  等待2

收到ACK 0, ACK 1 后:
发送窗口: [2 3 4 5]  (窗口前移2格，可以发帧4,5)
接收窗口: [0 1 2 3]  (还在等帧2，窗口不动)

重传帧2，接收方收到后:
接收窗口: [4 5 6 7]  (帧0-3全部按序交付，窗口前移4格)

注意：发送方窗口和接收方窗口的滑动不一定同步。发送方收到某帧的 ACK 就可以前移，接收方需要最左侧连续帧收齐才前移。

交互可视化 ​

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易错点 ​

1. SR 的窗口上限是 2n−1，不是 2n−1

这和 GBN 不同。GBN 窗口最大 2n−1，SR 窗口最大 2n−1。例如 n=3 时，GBN 最大窗口 7，SR 最大窗口 4。

2. SR 的确认是逐个确认，不是累积确认

ACK 3 只代表"帧 3 收到了"，不代表帧 0、1、2 都收到了。这是和 GBN 最容易混淆的地方。

3. 接收方收到窗口之前的帧要重发 ACK

如果收到的帧序号落在接收窗口之前（即已经接收过的帧），接收方不能忽略它——需要重新发送该帧的 ACK。因为对方之所以重传，很可能是上次的 ACK 丢了。

4. WT=WR 不是所有情况都成立

严格来说，SR 要求 WT+WR≤2n，WT 和 WR 不一定相等。但 408 考试中默认 WT=WR，此时两者最大都是 2n−1。

高频考点清单 ​

  • 窗口大小约束：WT+WR≤2n，默认 WT=WR≤2n−1
  • 逐个确认 vs 累积确认
  • 接收方缓存乱序帧，只重传丢失帧
  • 给定序号位数，计算 SR 和 GBN 各自的最大窗口
  • 给定帧丢失场景，分析 SR 和 GBN 各需要重传哪些帧
  • 发送方和接收方窗口的独立滑动

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交互体验

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真题练习 ​

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