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毕业设计（论文）

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毕业设计（论文）报告

题目：

扬州大学计算机网络课程设计模拟滑动窗口的实现.

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扬州大学计算机网络课程设计模拟滑动窗口的实现.

摘要：本文针对计算机网络中的滑动窗口协议进行模拟实现，以扬州大学计算机网络课程设计为背景。首先，对滑动窗口协议的基本原理进行了详细阐述，包括窗口大小、确认应答、流量控制等关键概念。接着，介绍了滑动窗口协议的两种实现方式：停止等待协议和后退N帧协议。然后，详细描述了模拟滑动窗口的实现过程，包括数据包的发送、接收、确认和重传等环节。最后，通过实验验证了模拟滑动窗口协议的有效性，并对实验结果进行了分析。本文的研究成果对于计算机网络课程设计和相关领域的研究具有一定的参考价值。

随着互联网技术的飞速发展，计算机网络已经成为人们日常生活和工作中不可或缺的一部分。在计算机网络中，数据传输的可靠性和效率是至关重要的。滑动窗口协议作为一种重要的数据传输控制协议，在保证数据传输可靠性和效率方面发挥着重要作用。本文以扬州大学计算机网络课程设计为背景，对滑动窗口协议进行模拟实现，旨在提高学生对计算机网络协议的理解和应用能力。

一、1滑动窗口协议概述

1.1滑动窗口协议的基本原理

滑动窗口协议是计算机网络中一种常用的流量控制机制，其核心思想是利用窗口来控制数据的发送和接收，确保数据的正确传输。在TCP（传输控制协议）中，滑动窗口协议的实现尤为重要，因为它能够有效提高网络的传输效率和可靠性。协议的基本原理如下：

(1)在TCP连接建立后，发送方会维护一个发送窗口（SendingWindow），接收方则会维护一个接收窗口（ReceivingWindow）。发送窗口的大小由接收窗口和TCP拥塞窗口共同决定。发送窗口表示发送方可以发送的数据量，而接收窗口则表示接收方愿意接收的数据量。

(2)发送方在发送数据时，会根据发送窗口的大小来发送数据包。每个发送的数据包都携带序列号，接收方根据这些序列号来确认数据包是否正确接收。一旦接收方收到数据包并确认，它会发送一个确认应答（ACK）给发送方。发送方在收到确认应答后，会将已发送且确认的数据包从发送窗口中移除，然后继续发送新的数据包。

(3)当接收窗口变小时，通常是因为接收方的缓冲区空间不足或网络拥塞。此时，接收方会减少发送窗口的大小，从而限制发送方发送的数据量。如果发送窗口减小到零，发送方将停止发送数据，直到接收方增加发送窗口的大小。通过这种方式，滑动窗口协议能够有效地进行流量控制，防止网络拥塞和数据丢失。

以一个简单的例子来说明，假设发送方的发送窗口大小为1000字节，接收窗口大小为500字节。这意味着发送方可以发送最多1000字节的数据，而接收方只能接收最多500字节的数据。如果发送方发送了1000字节的数据，接收方确认接收后，发送窗口会减少500字节，发送方再发送500字节的数据。这样，发送方和接收方之间的数据传输就可以保持稳定和高效。

1.2滑动窗口协议的关键概念

滑动窗口协议中的关键概念涉及到多个方面，包括窗口大小、序列号、确认应答以及流量控制等。

(1)窗口大小是滑动窗口协议中的一个重要参数，它决定了发送方在一次传输过程中能够发送的最大数据量。窗口大小通常由接收方的缓冲区大小和网络状况共同决定。窗口大小的设置需要权衡数据传输的效率和网络的负载能力。例如，在高速网络环境中，可以设置较大的窗口大小以充分利用带宽，而在低速网络环境中，则需要设置较小的窗口大小以避免过载。

(2)序列号是滑动窗口协议中用于标识每个数据包的唯一标识符。序列号不仅能够帮助接收方识别和重传丢失的数据包，还能够帮助发送方了解哪些数据包已经被接收方确认。序列号通常是一个递增的整数，其起始值由发送方和接收方协商确定。例如，在一个TCP连接中，如果发送方的序列号起始值为1000，那么下一个数据包的序列号将会是1001。

(3)确认应答（ACK）是滑动窗口协议中另一个关键概念，它用于告知发送方某个数据包已被成功接收。接收方在接收到数据包后，会发送一个确认应答给发送方。确认应答中包含已成功接收的数据包的序列号。发送方在收到确认应答后，会将已发送且确认的数据包从发送窗口中移除，并继续发送下一个数据包。如果没有收到确认应答，发送方可能会重传该数据包，确保数据传输的可靠性。例如，在TCP连接中，确认应答的发送频率通常与接收窗口的大小和网络条件有关，以避免过多的确认应答导致不必要的网络开销。

流量控制是滑动窗口协议的另一个关键功能，它通过调整窗口大小来控制数据流的大小，防止发送方发送的数据过多而使接收方来不及处理。在流量控制过程中，接收方会根据自身的缓冲区空间和网络状