SR Sender Lab

Overview

选择性重传(Selective Repeat)是自动重复请求(ARQ)的一部分。使用选择性重复，发送方发送由窗口大小指定的帧数，甚至不需要像Go-Back-N ARQ中那样等待接收方的单个ACK。接收端可以选择性地拒绝单个帧，该帧可以单独重传；这与其他形式的ARQ形成了鲜明的对比，后者必须从那个点再次发送每一帧。在选择性重传协议中，接收端接收乱序帧并缓冲它们，发送方分别重新传输已经超时的帧。

在这个实验中，你的任务是实现一个搭建在OpenNetLab上的使用SR协议的发送端。

Getting Started

下载实验资源 ，解压后进入sr文件夹，其中包含基础的实验代码模板。实验代码包含如下文件：
- main.py ：本地调试运行文件；
- receiver.py ：接收方文件，无需修改；
- sender.py ：发送方文件， TODO 部分待编写。
- testcases.json ：本地评测配置文件。
- tester ：本地评测运行文件，使用说明见相关文档。
阅读实验任务，完成代码模板中 TODO 部分的代码片段。
进行本地测试，完成本地测试后将代码提交到OpenNetLab在线平台进行远程评测。

Tasks

在这个实验中，你需要实现sender.py中的send_available方法以及put方法的设计，并且遵循SR协议：

在send_available方法中需要满足以下几点:
- 当收到接收方的确认后，判断该确认是否合法。如果不合法的话，什么也不做；如果合法的话，将对应缓冲区中的帧标记为被确认，如果被确认的帧位于滑动窗口头部，移动滑动窗口直到头部的帧未被确认，并且发送接下来可以发送的帧。
- 每发送一个帧时，保存该帧在缓冲区中。
- 每个缓冲区内的帧对应一个定时器，当定时器超时的时候，重新发送对应的帧。
put方法表示接收来自receiver数据，由相应的Wire实例调用，用于接收来自receiver的确认数据包。

该实验 TODO 部分的伪代码如下：

function send_available(packet) {
    # sender初始化时已定义相应的 buffer 和 times
    create buffer : outbound: Deque[QueueItem] = deque()
    create times  : timers: Deque[Timer] = deque()
    if len(buffer) > 0 and the head of buffer is acked:
        update buffer
        update times

    while (condition) {
        send packets
        add these packets to buffer and times
    }
}

# 实验模板已经给出send_packet方法的具体实现
def send_packet(self, packet: Packet):
        self.dprint(f"send {packet.payload} on seqno {packet.packet_id}")
        assert self.out
        self.out.put(packet)

func put(packet):
    receive Packet from SR receiver as p
    if p['ackno'] is valid ackno {
        mark the corresponding packet in buffer as acked
        send available packet
    }
    if all packets are sent and acked {
        self.finish_channel.put(True)  //finish_channel表示结束条件
    }

Tips

你可以通过 SR交互演示来帮助自己更好地理解SR的过程。

sender.py和receiver.py中一些属性和方法的解释：

self.seqno_range: 序号空间大小。请注意序号空间的序号是从0开始的；

self.window_size: 滑动窗口大小；

self.timers: 发送方的定时器；

self.env: 程序运行的环境；

self.debug: 控制运行过程中日志信息输出，可以设置为True以方便调试；

self.proc: 发送方的进程；

new_packet(self, seqno, data) → Packet

将需要传输的信息内容封装为一个数据包；

@参数: seqno - 数据包的序列号

@参数: data - 数据包所携带的数据内容

@返回类型: 已封装好的一个数据包实例

timeout_callback(self, packet)

超时处理的回调函数，当sr sender中的超时器超时会自动调用该函数，该函数发送指定的数据包；

@参数: packet - 需要发送的一个数据包实例

send_packet(self, packet)

发送数据包packet到receiver；

@参数: packet - 需要发送的一个数据包实例

run(self, env)

在给定的环境中运行发送端；

@参数: env - 程序的运行环境；

put(self, packet)

处理确认数据包并且发送余下的数据；

@参数: packet - sender接受到的来自receiver的确认数据包

dprint(self, msg)

打印运行日志信息。

@参数: msg - 需要打印的信息

Testing

进行本地测试

在本机运行 main.py 程序。 main.py 程序会使用本地的一个测试用例对SR发送端的正确性进行评测并输出运行日志。

python3 main.py

Note

main.py 首先实例化类 Environment ，创建一个基于事件的网络模拟执行环境。然后 main.py 在模拟环境中实例化 GBNsender、GBNreceiver、Wire 类，创建由 sender , receiver , wire1 , wire2 构成的网络回路进行数据包传输，Wire 类主要目的是实现 sender 与 receiver 之间不可靠的数据传输（模拟数据包的发送时延、丢失和乱序的情况），流程主要分为四步：

sender 通过 wire1 实现数据包的发送
receiver 通过 wire1 中的方法，获取 sender 发送的数据包
receiver 通过 wire2 实现数据包的发送
sender 通过 wire2 中的方法，获取 receiver 发送的确认数据包

完成程序基本功能的调试后，可以运行可执行文件 tester 进行多个测试用例评测，更详细的使用说明见相关文档

提交代码进行远程评测