1.给出接收方构造UDP、TCP伪首部的伪代码。2.给出TCP选择性应答机制的实现算法3.给出TCP滑动窗口发送机制的实现算法(C语言)4.给出TCP实现紧急数据发送与接收的实现算法(C语言)5.为AP设计一种分段TCP,以缓解无线传输不稳定的实现算法6.讨论TCP采用否定应答的可行性:对正确的报文不应答,对无法纠正的错误报文给出否定应答,对丢失的报文超时重传。、
时间: 2024-02-09 20:11:13 浏览: 149
滑动窗口机制及TCP中的相关实现
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1. 构造UDP伪首部的伪代码:
```
struct pseudo_header {
uint32_t source_address;
uint32_t dest_address;
uint8_t placeholder;
uint8_t protocol;
uint16_t udp_length;
};
struct udp_packet {
uint16_t source_port;
uint16_t dest_port;
uint16_t length;
uint16_t checksum;
uint8_t data[0];
};
struct pseudo_header phdr;
struct udp_packet packet;
// fill in packet fields here
phdr.source_address = htonl(source_addr);
phdr.dest_address = htonl(dest_addr);
phdr.placeholder = 0;
phdr.protocol = IPPROTO_UDP;
phdr.udp_length = htons(packet_length);
unsigned char buffer[sizeof(phdr) + packet_length];
memcpy(buffer, &phdr, sizeof(phdr));
memcpy(buffer + sizeof(phdr), &packet, packet_length);
// calculate UDP checksum here
```
构造TCP伪首部的伪代码:
```
struct pseudo_header {
uint32_t source_address;
uint32_t dest_address;
uint8_t placeholder;
uint8_t protocol;
uint16_t tcp_length;
};
struct tcp_packet {
uint16_t source_port;
uint16_t dest_port;
uint32_t sequence_number;
uint32_t ack_number;
uint8_t offset;
uint8_t flags;
uint16_t window_size;
uint16_t checksum;
uint16_t urgent_pointer;
uint8_t data[0];
};
struct pseudo_header phdr;
struct tcp_packet packet;
// fill in packet fields here
phdr.source_address = htonl(source_addr);
phdr.dest_address = htonl(dest_addr);
phdr.placeholder = 0;
phdr.protocol = IPPROTO_TCP;
phdr.tcp_length = htons(packet_length);
unsigned char buffer[sizeof(phdr) + packet_length];
memcpy(buffer, &phdr, sizeof(phdr));
memcpy(buffer + sizeof(phdr), &packet, packet_length);
// calculate TCP checksum here
```
2. TCP选择性应答机制的实现算法:
TCP选择性应答机制允许接收方只对未收到的分组发送ACK报文。实现算法如下:
1. 接收方记录收到的分组序号,初始化一个接收窗口,指向第一个未收到的分组。
2. 当接收到一个分组时,如果该分组的序号在接收窗口内,将该分组存储在缓存中,并更新窗口指针。
3. 接收方周期性地发送一个ACK报文,其中只确认已经收到的分组。
4. 如果发送方收到3个重复的ACK报文,认为该分组已经丢失,进行快速重传。
3. TCP滑动窗口发送机制的实现算法(C语言):
TCP滑动窗口发送机制允许发送方在未收到确认前发送多个分组。实现算法如下:
```
struct tcp_packet {
uint32_t seq; // sequence number of first byte in packet
uint32_t ack; // acknowledgement number of next byte expected by sender
uint16_t flags; // SYN, ACK, FIN, etc.
uint16_t window; // receive window size of receiver
uint16_t checksum; // TCP checksum
uint16_t urgent_pointer; // pointer to urgent data (if any)
uint8_t data[0]; // TCP data
};
int send_data(const char* data, int length, uint32_t seq, uint32_t ack, uint16_t window) {
int bytes_sent = 0;
while (bytes_sent < length) {
int packet_length = min(length - bytes_sent, MAX_PACKET_SIZE - sizeof(tcp_packet));
tcp_packet* packet = malloc(sizeof(tcp_packet) + packet_length);
packet->seq = htonl(seq + bytes_sent);
packet->ack = htonl(ack);
packet->flags = TCP_ACK;
packet->window = htons(window);
packet->checksum = 0;
packet->urgent_pointer = 0;
memcpy(packet->data, data + bytes_sent, packet_length);
// calculate TCP checksum here
send_packet(packet);
bytes_sent += packet_length;
}
return bytes_sent;
}
```
4. TCP实现紧急数据发送与接收的实现算法(C语言):
TCP紧急数据发送和接收可以使用TCP的URG标志和紧急指针字段。发送方将URG标志设置为1,并设置紧急指针字段指向紧急数据的末尾。接收方在接收到TCP报文时,检查URG标志,如果为1,则认为该分组包含紧急数据,根据紧急指针字段可以找到紧急数据的末尾。
发送紧急数据的实现算法如下:
```
int send_data(const char* data, int length, uint32_t seq, uint32_t ack, uint16_t window, bool urgent) {
tcp_packet* packet = malloc(sizeof(tcp_packet) + length);
packet->seq = htonl(seq);
packet->ack = htonl(ack);
packet->flags = TCP_ACK;
packet->window = htons(window);
packet->checksum = 0;
packet->urgent_pointer = 0;
if (urgent) {
packet->flags |= TCP_URG;
packet->urgent_pointer = htons(length);
}
memcpy(packet->data, data, length);
// calculate TCP checksum here
send_packet(packet);
return length;
}
```
接收紧急数据的实现算法如下:
```
void receive_data(tcp_packet* packet, int length) {
uint32_t seq = ntohl(packet->seq);
uint32_t ack = ntohl(packet->ack);
uint16_t window = ntohs(packet->window);
bool urgent = packet->flags & TCP_URG;
uint16_t urgent_pointer = ntohs(packet->urgent_pointer);
if (urgent) {
// packet contains urgent data
char* data = packet->data;
int urgent_data_length = length - urgent_pointer;
// handle urgent data here
}
// handle non-urgent data here
}
```
5. 为AP设计一种分段TCP,以缓解无线传输不稳定的实现算法:
无线传输不稳定可能导致TCP分组丢失或延迟。为了缓解这个问题,可以使用分段TCP的方式,将一个TCP报文分成多个较小的报文。这样可以减少单个报文被丢失的概率,并且可以更快地重新发送丢失的分组。
分段TCP的实现算法如下:
1. 发送方将TCP报文分成多个大小相等的分段,每个分段的大小根据网络状况调整。
2. 发送方将每个分段封装成一个TCP分组,并使用TCP滑动窗口机制发送分组。
3. 接收方在接收到分组时,如果该分组是分段TCP的最后一个分段,将所有分段合并,重新组成原始TCP报文。
6. 讨论TCP采用否定应答的可行性:对正确的报文不应答,对无法纠正的错误报文给出否定应答,对丢失的报文超时重传。
TCP采用否定应答机制可以提高网络性能和可靠性,但也可能导致一些问题。例如,对于一些网络问题,否定应答可能会导致发送方错误地认为分组已经成功发送,从而导致分组丢失。此外,否定应答可能会导致网络延迟和负载增加。
因此,TCP采用否定应答机制应该在网络状况允许的情况下使用。对于高可靠性要求的应用,应该使用确认应答机制,以确保每个分组都已经成功发送。对于一些延迟敏感的应用,可以使用否定应答机制,但需要进行适当的调整和优化,以减少延迟和负载。
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