例如：./sim 5 1000 20 0 0 0：运行协议5，时间片为1000，超时间隔20，没有丢包，没有检验码错误。

1. 实验中要回答的问题：

1. 实验步骤及回答问题

1.在某个协议中，分别测试有效负载和超时时间间隔、丢包率、校验和错误率的关系，并得出结论。

1. 编译过程: cd simulator   ls   make

编译出错后运行，gcc -o sim sim.o worker.o p2.o p3.o p4.o p5.o p6.o -Wl,--allow-multiple-definition

1. 运行过程（输入：./sim 5 1000 20 0 0 0）

运行协议5，时间片为1000，超时间隔为20，无丢包，无检验码错误：

图片中process0有两端信息，分别是发送和接收信息，process1也是。Process0的发送信息对应process1的接收信息；process1的发送信息对应process0的接收信息。

1. 测试有效负载与超时间隔的关系：运行协议5，1000个时间片，无丢包，无校验和错误。

Timeout	Payloads accepted（总和）	Data pkts sent（Total data frames sent总和）	Efficiency
10	8	631	1%
20	249	446	55%
30	380	395	96%
40	378	380	99%
50	386	387	99%
60	378	379	99%
70	381	383	99%
80	389	390	99%
90	380	393	99%
100	379	380	99%

结论：超时间隔越大，其Efficiency也越大，因为此时重传比较少，发送的数据几乎都能接受到。

部分截图：

1. 测试有效负载于丢包率的关系：运行协议5，1000个时间片，超时间隔为20，无校验和错误

Lost packet rate	Payloads accepted（总和）	Data pkts sent（Total data frames sent总和）	Efficiency
10	186	523	35%
20	169	551	30%
30	127	592	21%
40	119	635	18%
50	62	612	10%
60	73	642	7%
70	33	670	4%
80	18	669	2%
90	10	668	1%

结论：丢包率越高，收到的有效负载就越少，数据重传越多，超时状况也越多，传输效率越低。

部分截图：

1. 测试有效负载与校验和错误率的关系：

The checksum error  rate	Payloads accepted（总和）	Data pkts sent（Total data frames sent总和）	Efficiency
10	176	460	38%
20	151	487	31%
30	123	521	23%
40	470	91	19%
50	80	479	16%
60	33	486	6%
70	25	478	5%
80	17	492	3%
90	7	497	1%

结论：较验和错误率越高，收到的有效负载越少，传输效率越低。

部分截图：

2.详细比较协议5和协议6在每秒有效载荷和重传次数方面的性能

协议5是回退N步，协议6是选择重传。

运行：./sim 5 1000 50 0 0 0   ./sim 6 1000 50 0 0 0

协议	协议5	协议6
Total data frames sent	194	171
Payloads accepted	194	171
Frames retransmitted	0	0
Efficiency	99%	99%

运行：./sim 5 1000 50 10 10 0   ./sim 6 1000 50 10 10 0

协议	协议5	协议6
Total data frames sent	174	132
Payloads accepted	83	89
Frames retransmitted	91	28
Efficiency	44%	73%

结论：当没有丢包，没有检验和错误时，两个协议的性能结果相似；当网络状况出现丢包，由检验与错误时，相较于协议5来说，协议6的性能更好，有效负载更小。

原因：协议5是BGN，在接收数据包时，不会存储无序的分组，即使接收的分组是无误的，但若它前一分组还没有到达，会将其丢弃，这样会造成重传次数增多；而协议6为选择重传，接收方会接收并缓存无序的分组，等到前面的分组到达后，可一起上传，减少重传的可能。所以协议5适合运行在网络状况较好的情况下，丢包率和出错率较小的时候，重传几率较小，传输速率较快。而如果网络状况不佳，会出现大量重传，协议5会丢弃大量无序的且正确的分组，会带来更多的重传。协议6只需重传丢失的分组，在网络状况较差时，效果会非常显著。

1. pick_event()函数具有内置的事件优先级，对于协议5，更改这些优先级，你能得到什么结论？

下图是pick_event函数：

协议5中事件：数据到达，网络层准备，校验和检验，超时处理（一共有24种情况）这里不列出全部情况，只给出部分顺序情况。（运行：./sim 5 1000 20 x x 0）

改变顺序后，记得先编译再运行。

• 顺序1：网络层准备、数据到达、校验和检验、超时处理

Lost packet rate	The checksum error rate	Total data frames sent	Payloads accepted	Frames transmitted	Efficiency
0	0	373	123	245	48%
10	10	268	93	175	34%
20	20	287	63	217	23%
30	30	321	49	266	13%

• 顺序2：网络层准备、超时处理、数据到达、校验和检验

Lost packet rate	The checksum error rate	Total data frames sent	Payloads accepted	Frames transmitted	Efficiency
0	0	394	76	315	19%
10	10	409	91	315	22%
20	20	388	73	308	18%
30	30	372	53	315	15%

• 顺序3：超时处理、网络层准备、数据到达、校验和检验

Lost packet rate	The checksum error rate	Total data frames sent	Payloads accepted	Frames transmitted	Efficiency
0	0	387	78	306	20%
10	10	399	86	311	22%
20	20	389	78	306	19%
30	30	371	53	312	14%

• 顺序4：超时处理、数据到达、网络层准备、校验和检验

Lost packet rate	The checksum error rate	Total data frames sent	Payloads accepted	Frames transmitted	Efficiency
0	0	256	122	134	46%
10	10	276	85	189	31%
20	20	313	64	243	21%
30	30	339	44	292	11%

• 顺序5：数据到达、超时处理、网络层准备、校验和检验

Lost packet rate	The checksum error rate	Total data frames sent	Payloads accepted	Frames transmitted	Efficiency
0	0	218	108	110	49%
10	10	250	102	148	38%
20	20	278	69	203	26%
30	30	306	58	245	15%

综合上面5种情况来看，在相同的条件下，当顺序为数据到达、超时处理、网络层准备、校验和检验时，得到的有效负载最大，重传次数最少。

1. 观察超时间隔变化和数据重传数量的关系，并得出最佳设置值。

运行：./sim 5 1000 x 0 0 0

Timeout	Payloads accepted	Total data frames sent	retransmitted frames	Efficiency
10	8	631	630	1%
20	233	471	238	49%
30	364	400	35	91%
40	374	376	0	99%
50	378	379	0	99%
60	374	375	0	99%
70	374	375	0	99%

结论：从表格中可以看出，当设置超时间隔为大于40左右时，重传数据降为0，而当设置超时间隔为50时，efficiency达到99%-100%。

1. 目前，模拟器的时间是一滴答一滴答地前进。如果两个进程都在远程超时时被阻塞，那么这个进程就会变慢。当两个进程在时钟上被阻塞时，更改模拟器以更快地提前终止。

上面while循环中：

• 随机生成数和1做与运算（选择一个进程0或1来运行）；
• 然后更新tick，每次都增加一个时间单位10（DELTA=10）；
• 根据选择的进程，设置读文件描述符 rfd。如果 process 是 0，则 rfd 是 r4，否则是 r6。
• 尝试从 rfd 读取 TICK_SIZE 大小的数据到变量 word。如果读取失败（即读取的字节数不等于 TICK_SIZE），则调用 terminate("") 函数来终止程序。
• 从选定的进程读取状态信息（OK 或 NOTHING）。OK，则将对应进程的 hanging 计数器重置为 0；NOTHING，则增加对应进程的 hanging 计数器。
• 进行死锁检测，如果两个进程都长时间没有进展（hanging 计数器超过 DEADLOCK 阈值），则检测到死锁并终止程序。
• 根据选择的进程，设置写文件描述符 wfd。如果 process 是 0，则 wfd 是 w3，否则是 w5。
• 尝试向 wfd 写入 TICK_SIZE 大小的 tick 数据。如果写入失败（即写入的字节数不等于 TICK_SIZE），则调用 terminate() 函数并传递消息 "Main could not write to worker"。

Last_tick就是sim的第二个参数时间片总长。

思路：增加标志位用于判断两个进程是否都死锁，加快处理。

1. 在common.h中添加一个sim_flag标志位。

1. 在sim.c中初始化后，在死锁时，标志位为1.

1. 在在worker.c中对于超时检测增加判断条件，即该标志检查。发生死锁，与超时相同，要重新发送消息，解除死锁情况。

1. 更改数据包的即时传递，以便交付时间是可变的，用户可以设置。差异如何影响协议性能?

思路：用户设置交互时间，那么common.h中的DELTA的值为变量，并在sim.c中作为输入变量。但由于timeout_interval是关于DELTA的函数，而DEADLOCK是关于timeout_interval的函数，所以我们将timeout_interval的delta为一个定值，改为默认的10。

修改输入参数个数，个数必须大于等于7个，如果是8个则代表用户输入了DELTA来进行改变。

  

• 实验收获

（1）通过模拟不同的网络条件（如超时间隔、丢包率、检验和错误率等），可以观察这些条件如何影响协议的性能和可靠性。

（2）通过实验可以评估不同RDT协议变种（如回退N步协议、选择重传协议等）的性能，了解它们在不同网络条件下的表现。

（3）最后两题，是阅读源码并做出一些修改，相对来说难一点。与同学交流后，完成的。