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1、TCP协议实验精品文档网络课第四次上机实验报告 -TCP协议实验l 实验内容实验内容主要包括： 设计保存TCP 连接相关信息的数据结构（TCB）； TCP 协议的接收处理和封装发送； TCP 协议提供的Socket 函数接口。l 实验过程l 设计保存TCP 连接相关信息的数据结构（TCB）用数据结构TCB为每一个TCP连接维护socketfd，srcAddr，dstAddr, srcPort, dstPort, seq, ack, windowSize, state这些状态信息。以链表形式组织多个连接，nextTcb指向下一个连接的数据结构。l TCP 分组接收函数stud_tcp_input
2、( )首先，检查校验和；然后通过字节序转换获取相应的信息，检查序列号。如果序列号不正确，则调用tcp_DiscardPkt；最后将报文交由输入有限状态机处理，有限状态机对报文进行处理，转换状态。根据当前的状态并调用stud_tcp_output 函数完成tcp 建连、数据传递时返回ACK、tcp 断连等工作l TCP 分组发送函数stud_tcp_output ( )判断需要发送的报文类型，根据报的类型对包中的相应字段进行设置，判断是否可以发送（发送窗口不为0）。构造TCP 数据报文并发送。填写TCP 报文各字段的内容和数据，转换字节序，计算校验和，然后调用发送流程的下层接口函数sendIpP
3、kt( )发送。l stud_tcp_socket ( )函数分配相应的socketfd并且新建TCB表项，并对成员变量进行初始化l stud_tcp_connect ( )函数设定目的IPv4 地址和端口，源IPv4 地址和端口；初始化TCB 结构中的相关变量；设定TCB 中的输入状态为SYN-SENT，及其它相关变量，准备发送SYN 报文；调用发送流程的下层接口函数stud_tcp_output ( )发送SYN 报文（发送类型为PACKET_TYPE_SYN）；等待“三次握手”完成后返回，建立连接成功；或者出错返回。l stud_tcp_send ( )函数判断是否处于ESTABLISH
4、ED 状态；将应用层协议的数据拷贝到TCB 的输入缓冲区；调用stud_tcp_output ( )发送TCP 的数据报文（发送类型为PACKET_TYPE_DATA）；同时等待ACK以实现停等式协议l stud_tcp_recv ( )函数判断是否处于ESTABLISHED 状态；从TCB 的输入缓冲区读出数据；将数据交给应用层协议。l stud_tcp_close ( )函数在正常情况下（ESTABLISHED 状态），进行相应状态转换，非正常情况下（SYN-SENT 状态），直接删除TCB 结构后退出；调用发送流程下层接口函数stud_tcp_output ( )发送FIN 报文（发送类
5、型为PACKET_TYPE_FIN）；等待回应的ACK 报文，收到后成功返回，或者出错返回；删除相应的TCB表项。l 实验总结通过本次实验，加深了对TCP 协议的原理和设计实现的机制的了解，对TCP协议有了更具体的认识，对概论课的学习有很大的帮助！附：上机代码（注释）#include sysInclude.hextern void tcp_DiscardPkt(char *pBuffer, int type);extern void tcp_sendReport(int type);extern void tcp_sendIpPkt(unsigned char *pData, UINT16 l
6、en, unsigned int srcAddr, unsigned int dstAddr, UINT8ttl);extern int waitIpPacket(char *pBuffer, int timeout);extern unsigned int getIpv4Address();extern unsigned int getServerIpv4Address();#define BUFFER_SIZE 1024#define TIMEOUT 5enum statusCLOSED,SYN_SENT,ESTABLISHED,FIN_WAIT_1,FIN_WAIT_2,TIME_WAI
7、T; /状态int gSrcPort = 2007;int gDstPort = 2006;int gSeqNum = 1;int gAckNum = 0;struct TCB int socketfd;UINT32 srcAddr;UINT32 dstAddr;UINT16 srcPort;UINT16 dstPort;UINT32 seq;UINT32 ack;UINT16 windowSize;UINT8 state;TCB *nextTcb;TCB() / 用于TCP报文接收发送流程socketfd = 0;srcAddr = getIpv4Address();dstAddr = ge
8、tServerIpv4Address();srcPort = gSrcPort;dstPort = gDstPort;seq = gSeqNum;ack = gAckNum;windowSize = 1;state = CLOSED;nextTcb = NULL;TCB(int fd) / 用于客户端socket函数的构建函数socketfd = fd;seq = gSeqNum;ack = gAckNum;windowSize = 1;state = CLOSED;nextTcb = NULL;UINT16 CalcChecksum(char *pBuffer, int len, UINT3
9、2 srcAddr, UINT32 dstAddr)int tcp_len = len + 12;UINT32 checkSum = 0;if(tcp_len & 0x1 = 1) tcp_len += 1; char *buffer = new chartcp_len;memset(buffer, 0, tcp_len);memcpy(buffer + 12, pBuffer, len);*(UINT32 *)buffer) = htonl(srcAddr);*(UINT32 *)(buffer + 4) = htonl(dstAddr);buffer9 = 6;/ 传输层协议号*(UINT
10、16 *)(buffer + 10) = htons(len);for (int i = 0; i 16);checkSum = checkSum;return checkSum;TCB *tcbLinkTable = NULL; / TCB链表/* 通过两端的IP地址和端口号寻找TCB表项 */TCB* findTCB(UINT32 srcAddr, UINT16 srcPort, UINT32 dstAddr, UINT16 dstPort)TCB* tcb = tcbLinkTable;while(tcb != NULL) if(tcb-srcAddr = srcAddr) & (tcb
11、-srcPort = srcPort) & (tcb-dstAddr = dstAddr) & (tcb-dstPort = dstPort) return tcb;tcb = tcb-nextTcb;return NULL;int stud_tcp_input(char *pBuffer, unsigned short len, unsigned int srcAddr, unsigned int dstAddr)/* 检查校验和 */if (CalcChecksum(pBuffer, len, ntohl(srcAddr), ntohl(dstAddr) != 0) return -1;U
12、INT16 srcPort = ntohs(*(UINT16 *)pBuffer);UINT16 dstPort = ntohs(*(UINT16 *)(pBuffer + 2);UINT32 seq = ntohl(*(UINT32 *)(pBuffer + 4);UINT32 ack = ntohl(*(UINT32 *)(pBuffer + 8);UINT8 flags = (pBuffer13 & 0x13); TCB *tcb = findTCB(ntohl(dstAddr), dstPort, ntohl(srcAddr), srcPort);if(tcb = NULL) retu
13、rn -1;if(ack != tcb-seq + 1) tcp_DiscardPkt(pBuffer, STUD_TCP_TEST_SEQNO_ERROR); return -1;/* 有限状态机转换 */if(tcb-state = SYN_SENT) & (flags = 0x12) tcb-seq = ack; tcb-ack = seq + 1; stud_tcp_output(NULL, 0, PACKET_TYPE_ACK, tcb-srcPort, tcb-dstPort, tcb-srcAddr, tcb-dstAddr); tcb-state = ESTABLISHED; else if(tcb-state = FIN_WAIT_1) & (flags = 0x10) tcb-state = FIN_WAIT_2; else if(tcb-state = FIN_WAIT_2) & (flags = 0x11) tcb-ack = seq + 1;tcb-seq = ack;tcb-state = TIME_WAIT;stud_tcp_output(NULL, 0, PACKET_TYPE_ACK, tcb-srcPort, tcb-dstPort, tcb-srcAddr, tcb-dstAddr);tcb-state = CLOSED;return 0;
