lab4

参考：CS144计算机网络 Lab4 | Kiprey's Blog

个人实验留档：cs144-2021

Overview

这个实验要做的就是将前面实现的几个模块组合起来，最终实现TCPConnection。

但是，在实际实现时，由于这个实验将tcp拆成了sender和receiver这两个模块，而且对于其中的状态转换不是十分清晰，所以实现起来的难度还是比较大的。

Lab 4: The TCP connection

接收到数据段时

如果接收到的数据段的头部设置了rst报文，则可以将输入输出字节流设置为错误状态，关闭tcp连接(unclean close)
否则，正常接收数据段。将数据段传输给TCPReceiver。
如果数据段设置了ACK标志，则需要将当前的ackno以及windiwsize发送给对方
如果接收到的数据段包含有效 seqno，则 TCPConnection 必须至少返回一个 TCP 包作为回复，以告知远程终端此时的 ackno 和 window size
例外：keep-alives如果接收到包含无效seqno的数据段，可能是对方在确认当前连接是否还有效，则需要发送一个数据段以回应。

参考：TCP KeepAlive机制理解与实践小结 - huey_x - 博客园 (cnblogs.com) TCP KeepAlive探测报文是一种没有任何数据，同时ACK标志被置上的报文，报文中的序列号为上次发生数据交互时TCP报文序列号减1。比如上次本端和对端数据交互的最后时刻，对端回应给本端的ACK报文序列号为 N（即下次本端向对端发送数据，序列号应该为N），则本端向对端发送的保活探测报文序列号应该为 N-1。

if (_receiver.ackno().has_value() && seg.length_in_sequence_space() == 0 && seg.header().seqno == _receiver.ackno().value() - 1) {
  _sender.send_empty_segment();
}

发送数据段时

当 TCPSender 将一个 TCPSegment 数据包添加到待发送队列中时，TCPConnection 需要从中取出并将其发送
从 TCPReciver中获取ackno和windowsize，填充到数据段头部并发出
tcp建立连接时的状态转换：

When time passes

操作系统会调用将要实现的tick函数，以告知时间的流逝。TCPConnection需要：

调用TCPSender的tick函数
如果连续重传次数超过一定上限时，则发送一个带有RST标记的数据段
在适当的情况下关闭tcp连接(clean close) 这里的”适当情况“是指在TCP4次挥手中，客户端主动发出FIN报文时，在第三次挥手时，客户端接收到服务器发动过来的FIN报文，此时，客户端会给服务端发送一个ACK报文并进入TIME-WAIT状态，再经过2MSL的时间，客户端就会静默关闭连接。

TCP连接的TIME-WAIT状态是为了确保所有的报文都被对方接收。在TCP四次挥手的最后一个阶段，即最后一个ACK报文被发送之后，客户端进入TIME-WAIT状态，等待两倍的最大段生命周期(MSL)后才真正关闭连接。这是为了确保对方接收到了ACK报文，防止对方没有接收到ACK报文导致对方重传FIN报文。此外，TIME-WAIT状态还可以防止由于网络中的延迟而导致的旧的报文段重现，从而使连接恢复到CLOSED状态。

具体可以看下面的图：