Chapter 8: 传输层
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传统传输层协议概述
传输层功能 -位于应用层与网络层之间，为终端主机提供端到端的连接； -可靠性（由序列号和确认技术实现）、流量控制（由窗口机制实现）、支持 全双工传输等。
Internet传输层协议有两种： -TCP和UDP。虽然TCP和UDP都使用相同的网络层协议IP,但是他们却为应用层 提供完全不同的服务。
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传输层协议概览
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WSN传输协议概览--分类
按照数据流传输方向
-Sink-to-Sensor（下行） 数据流从Sink传输到传感器节点 PSFQ协议和GARUDA协议
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WSN的传输协议分类
拥塞控制协议 可靠传输协议 多路复用协议
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8.1 WSN传输层面临的挑战
•端到端的通信方式 •应用相关性 •能量消耗 •非对称执行 •路由/寻址受限
-再次，TCP认为所有分段的丢失均由拥塞引起，且分段丢失将触发基于 窗口的流量控制与拥塞控制；而在WSN中，比特错误或节点故障也会导 致分组丢失，若采用TCP机制来降低传输速率，系统的吞吐量会大受影 响。
-第四，TCP与UDP均为一对一的通信模式；而WSN采用多对一的通信模 式；
-最后，TCP采用端到端的拥塞控制方法。当拥塞发生时，端到端的方法 需要很长的响应时间，且导致大量分段的丢失。TCP采用端到端的ACK 和重传以保证可靠性。因此，发送方在每次数据传输后都需要等待ACK， 故TCP将导致更低的吞吐量和更大的时延。
丢失检测由Ssink负责
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RMST无缓存模式下的差错恢复
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TCP协议-重传机制
-带重传功能的肯定确认（Positvie acknowledge with retransmission） -接收方正确收到数据后发ACK； -发送方备份每个发出分组，在送出分组的同时启动一个定时器，如果超时且 没有收到ACK，重发分组；在发送下一分组前要收到ACK.
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WSN传输协议-新的协议
已有协议不适合？ Why？
-首先，TCP和UDP是基于IP地址的协议，而在无线传感网中无IP； -其次，TCP协议面向连接，在发送数据之前，必须先建立连接；而在 WSN中，数据分组很短，建立连接的过程会带来较大开销。UDP是无连 接的协议，不提供可靠性保证。
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WSN可靠性传输协议
发送速率调整
-为了达到应用要求的保真度，Sink需要收到一定数目的分组。在满足应用 保真度的情况下，可以容忍少量分组的丢失，而不需要每个分组都无丢失地 传输。
-若当前保真度低于期望保真度时，通过提高节点发送速率可弥补少量数据 的丢失，达到期望保真度，从而实现数据的可靠传输。
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8.2 RMST
WSN中最早运用的传输层协议之一，利用网络内的高速缓存并且 为事件传输中产生的数据包提供端到端的可靠传输。
RMST同属于可靠传输协议与多路复用协议。
RMST依赖源节点与汇聚节点间特定路径的定向扩散路由机制。 若节点失效，定向扩散会改变发送数据包的路由。
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WSN可靠性传输协议
丢失恢复
-丢失恢复过程：丢失检测与丢失重传 丢失检测：常采用基于序列号的方法，当发现失序时，表明分组丢失 丢失重传：常采用基于ACK和基于NACK两种策略。
-丢失恢复方式 逐跳方式：在一跳范围内进行丢失恢复； 端到端方式：在源节点与目的节点间进行丢失恢复。
采用跨层优化设计，综合考虑MAC层、传输层与应用层。
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RMST协议的工作模式
工作模式
-缓存模式 对应于逐跳的可靠传输 源节点到Sink的传输路径上的每个节点都需要维护缓存，并参与分
组丢失检测。
-非缓存模式 对应于端到端的可靠传输 只有源节点与Sink需要维护缓存，中间节点不需要维护缓存，分组的
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TCP协议-滑动窗口
-带重传的肯定确认机制的更复杂变形；
-它允许发送方在等待一个确认信息之前可以发送多个分组；
-滑动窗口协议在分组序列中放置一个固定长度的窗口，然后将窗口内的所 有分组都发送出去；当发送方收到对窗口内第一个分组的确认信息时，它可 以向后滑动并发送下一个分组；随着确认的不断到达，窗口也在不断地向后 滑动。
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WSN可靠性传输协议
可靠传输的含义
通常，每个消息均需进行可靠传输 WSN中，感知信息存在冗余，关注事件信息的可靠性
影响可靠传输的因素
传统有线网络：缓存溢出，处理能力限制等； WSN：节点间无线通信质量不稳定，导致高的分组丢失率，影响可靠 传输。
WSN有两种基本的可靠传输机制
-丢失恢复 -发送速率调整。
-Sensor-to-Sink（上行） 数据流从传感器节点传输到Sink RMST、ESRT、PORT、STCP、RBC协议
按照可靠性定义
-分组可靠性 绝对可靠性要求数据在传输过程中不能丢失
PSFQ协议 -事件可靠性
相对可靠性则可以容忍一定程度上的数据丢失
ESRT、 PORT 和STCP协议
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