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
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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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