ARQ协议中重复帧的处理方法
在 自动重传请求（ARQ, Automatic Repeat Request） 协议中，由于确认（ACK）丢失或超时重传，接收方可能会收到重复的数据帧。以下是处理重复帧的常见方法：
1. 为什么会出现重复帧？
- ACK丢失：发送方未收到确认，超时后重传，但接收方实际上已成功接收。
- 延迟ACK：ACK在网络中延迟，发送方误认为丢失而重传。
- 帧序号回绕：在滑动窗口协议中，如果序号空间太小，可能导致旧序号被误认为新数据。
2. 如何处理重复帧？
（1）序号（Sequence Number）机制
- 每个数据帧携带唯一序号（如1-bit序号或更大的窗口序号）。
- 接收方检查序号：
- 如果是新帧（序号未见过）→ 接收并发送ACK。
- 如果是重复帧（序号已接收过）→ 丢弃，但仍发送ACK（避免发送方无限重传）。
示例（1-bit 序号，如停等ARQ）
- 发送方发送帧
seq=0，接收方ACK。 - 如果ACK丢失，发送方超时重传
seq=0。 - 接收方发现
seq=0已接收过，丢弃并重新发送ACK。
（2）缓存+去重（如滑动窗口ARQ）
- 接收方维护接收窗口，记录已正确接收的帧。
- 如果收到重复帧（序号在窗口内且已接收），直接丢弃，但仍发送ACK（确保发送方继续推进窗口）。
示例（Go-Back-N ARQ）
- 发送方窗口
[0,1,2,3]，发送0,1,2,3。 - 假设
1丢失，接收方仅接收0,2,3（丢弃失序帧）。 - 发送方超时后重传
1,2,3。 - 接收方发现
2,3是重复帧，丢弃，但仍ACK1以推进窗口。
（3）选择性重传ARQ（Selective Repeat ARQ）
- 接收方缓存失序帧，仅重传丢失的帧。
- 重复帧直接丢弃，但发送ACK避免发送方等待。
示例
- 发送方发送
0,1,2,3，1丢失。 - 接收方缓存
0,2,3，发送ACK0, NAK1, ACK2, ACK3。 - 发送方仅重传
1，接收方组合完整数据。
3. 关键点总结
| 方法 | 处理重复帧的方式 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 停等ARQ | 丢弃重复帧，重发ACK | 简单低效率场景 |
| Go-Back-N ARQ | 丢弃所有后续帧，要求重传丢失帧后的所有数据 | 中等效率，易实现 |
| Selective Repeat ARQ | 缓存正确帧，仅重传丢失帧 | 高效，但复杂 |
4. 实际应用建议
- 使用足够大的序号空间（如16-bit），避免序号回绕导致混淆。
- 接收方应持续发送ACK，即使收到重复帧，避免发送方死锁。
- 结合超时+快速重传（如TCP的SACK机制）提高效率。
通过合理的序号管理和重传策略，ARQ协议可以有效处理重复帧，确保可靠数据传输。