TCP连接与数据传输实验详解：三次握手与滑动窗口机制

在周五上午的ZY1906812课程中，李泽霖老师讲解了关于TCP（Transmission Control Protocol）的实验内容。此次实验的重点集中在传输层的TCP连接管理和数据传输过程。 首先，实验要求学生了解TCP连接的建立过程，这是通过三次握手实现的，其中主动方（Client）称为PCA，被动方（Server）称为PCB。在实验步骤中，学生被引导思考如果先点击发送再点击接收，会遇到连接失败的问题，因为C/S模型中，服务器必须先启动才能接纳客户端的连接请求。 实验还涉及到TCP连接建立过程的分析，要求填写关于三个关键报文的表格，这些报文包括SYN、SYN+ACK和ACK，它们共同决定了连接的确认和同步。在这个过程中，Option字段的存在是为了设置最大报文段长度（MSS），通过考虑以太网的最大帧长度1518字节减去必要的头部信息，得出MSS为1460字节。 接着，实验涉及TCP连接的释放，包括四个关键报文的识别和信息填写，这涉及到FIN（结束标志）、ACK等控制信息的交互。而在数据传送阶段，学生需要理解TCP报文的结构，并计算数据部分的长度，该长度等于IP总长度减去头部信息的长度。此外，他们还要注意第一个数据报文的序号是否与连接建立时第三个报文的序号相等，答案是相等的，因为数据传输通常基于有序的序列号进行。 最后，实验讨论了滑动窗口机制和窗口探测机制。发送方的窗口大小（cwnd）会随着接收到的ACK（确认）而动态调整，如在慢启动阶段，每收到一个ACK，窗口大小会递增2920字节。这种变化反映了TCP为了保证数据可靠传输而实施的流量控制策略。 这次实验深入探讨了TCP协议的关键原理，包括连接的建立、维护和终止，以及数据传输的细节，帮助学生实际操作并理解TCP如何在复杂网络环境中确保高效、可靠的数据交换。