停止和等待协议

停止和等待协议（Stop-and-Wait Protocol）是一种简单的数据链路层协议，用于在不可靠的信道上进行数据传输。该协议将数据分割为多个固定长度的帧，并逐一发送和接收，每发送一帧，就停止并等待接收方的确认帧，接收方在收到帧后发送确认帧。一旦发送方收到确认帧，就能发送下一帧，而如果发送方在规定时间内未收到确认帧，则重发该帧。

协议流程

发送方

1. 将数据分成多个等长的帧
2. 发送第一帧，并开始计时
3. 等待确认帧
4. 如果超时没有收到确认帧，重发上一帧，并重新计时
5. 收到确认帧后，计时器停止，发送下一帧，并重新开始计时

接收方

1. 收到帧，发送确认帧
2. 将数据保存
3. 重复步骤1和2，直到收到最后一帧
4. 将所有帧的数据组装成完整的数据

协议特点

1. 实现简单，适用于低速信道
2. 需要等待确认帧，效率较低
3. 变长数据帧，可根据传输速度和信道质量灵活调整帧长

代码实现

import time

def stop_and_wait(file, frame_size, timeout):
    with open(file, 'rb') as f:
        data = f.read()
    frames = [data[i:i+frame_size] for i in range(0, len(data), frame_size)]
    i = 0
    while i < len(frames):
        frame = frames[i]
        send(frame)
        start_time = time.time()
        while time.time() - start_time < timeout:
            recv_frame = receive()
            if recv_frame == b'ACK':
                i += 1
                break
            else:
                send(frame)
    print('File transfer completed')

def send(frame):
    print('Sending frame:', frame)
    time.sleep(1)
    
def receive():
    # 模拟有50%概率导致丢包的情况
    if random.random() > 0.5:
        return b'ACK'
    else:
        return None

stop_and_wait('file.txt', 1024, 0.5)