1 介绍

Lab 2 需要完成 TCP Receiver 模块，跟lab0、lab1不同，TCP Receiver 和 TCP协议是相关的。

TCP Receiver 主要功能有：

接受TCP帧
重组数据流
决定发送回去的确认信号

ackno：表示希望发送者发送的第一个字节的seqnos

window size：表示第一个未重组的字节到第一个未接受字节的距离

2 实现64位 index到32位seqnos的转换

因为seqnos会包含在数据帧中，所以为了减少overhead，会采用32位的seqnos表示传输的序号，而32位并不能完全覆盖一次TCP传输所需，所以它seqnos会循环。我们采用64bit的index去记录传输比特流的绝对序号，（64bit足够覆盖一次TCP传输）。

起始的seqnos是一个随机值ISN，主要是为了安全性考虑，防止攻击者猜测出seqnos，然后进行数据传输。

ISN是在SYN发送过程中的seqnos，而SYN中不会发送数据流。所以真正的数据流的seqnos是从ISN + 1 开始的。同理结束信号FIN也会带一个seqnos，但是其中不含数据。

第一部分是实现index和seqnos的转换。

头文件中重载了一些操作符，使得我们编码的工作大大减少了。

unwrap相对会复杂一点。

因为 seqnos 会出现循环的情况，这边就通过一个checkpoint来定位。

头文件中有描述，选择里checkpoint近的index。

// wrapping_integers.cc
WrappingInt32 wrap(uint64_t n, WrappingInt32 isn) {
    return isn + static_cast<uint32_t> (n);
}


uint64_t unwrap(WrappingInt32 n, WrappingInt32 isn, uint64_t checkpoint) {
    uint64_t absolute_v = (checkpoint >> 32) << 32;
    absolute_v += static_cast<uint64_t> (static_cast<uint32_t>(n - isn));
    
    if(absolute_v > (static_cast<uint64_t >(1) << 32) && absolute_v > (checkpoint + (static_cast<uint64_t >(1) << 31)))
        absolute_v -= static_cast<uint64_t >(1) << 32;
    else if(absolute_v +  (static_cast<uint64_t >(1) << 31) < checkpoint  )
        absolute_v += static_cast<uint64_t >(1) << 32;
    
    return absolute_v;
}

3 Receiver

添加两个public方法

// byte_stream.hh
bool get_end_input_flag() const{ return end_input_flag; };


// stream_reassembler.hh
uint64_t getIndex() const{return _nowIndex;};

添加成员

// tcp_receiver.hh
    WrappingInt32 _isn{0};

    bool _isInit{false};

    uint64_t expt_seq{0},checkpoint{0};

实现接口

主要是segment_received()的实现。

注意一个报文中可能同时会有SYN、FIN、payload。
处理上述的各种边界情况。
注意如果最后reassembler了EOF的字串，expt_seq需要加1，这表示FIN的那个字节。

// tcp_receiver.cc

void TCPReceiver::segment_received(const TCPSegment &seg) {
    // Will SYN package carry payload?
    // Yes!

    if(_isInit && seg.header().syn)
        return;
    if(!_isInit){
        if(!seg.header().syn)
            return;
        _isn = seg.header().seqno;
        _isInit = true;
        if(seg.payload().size() == 0){
            expt_seq = 1;

            if(seg.header().fin){
                _reassembler.push_substring("",0, true);
                expt_seq++;
            }
            return;
        }
        checkpoint = 1;
    }
    else{
        checkpoint = unwrap(seg.header().seqno,_isn,checkpoint);
    }

    const std::string data = seg.payload().copy();
    const bool eof = seg.header().fin;

    _reassembler.push_substring(data,checkpoint - 1,eof);
    expt_seq = _reassembler.getIndex() + 1;
    if(stream_out().get_end_input_flag()){
        expt_seq ++;
    }


}

optional<WrappingInt32> TCPReceiver::ackno() const {
    if(!_isInit)
        return nullopt;
    return  wrap(expt_seq,_isn) ;
}

size_t TCPReceiver::window_size() const { return stream_out().remaining_capacity(); }