CS144 Lab4 : 组装模块

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计算机网络
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整体设计

实验整体设计

TCP FSM

接收数据：

  • 如果接收到了带有 RST 标志的段，就要立即进行 unclean_shutdown
  • 如果接收到的段没有 RST 标志，将有 TCPReceiver 来处理这个段的 SYN, payload, FIN 和 seqno 。
  • 若果这个段的 seqno 是无效的，或者 TCPReceiver 接收这个段失败时，要发送一个空的段给对方

发送数据：

  • TCPSender 将段发送到自己的队列时，TCPConnection 就要从 TCPSender 中取出来放到自己的队列中，在这个过程中如果 TCPReceiver 的 ackno 为有效值的话，就要给这些段加上 ACK 标记，自己的ackno 以及 window size。
  • TCPConnection 通过 tick 函数获得时间，我们要将时间交给 TCPSender 的 tick 函数，让它来进行重传操作。
  • 重传的次数超过 TCPConfig::MAX_RETX_ATTMPTS 的话就要发送一个 RST 的段。
  • 如果 TCPConnection 的 active 为真，这时 TCPConnection 析构了，就要立即发送一个 RST 段。

**unclean_shutdown**：

  • 收到 RST 标志的段，就是 unclear_shutdown.

**clean_shutdown**：

完成 4 次挥手。

  • 先收到 FIN 的一方，在最后发送完不需要进行等待。

  • 先发送 FIN 的一方，最后发送 ACK 后需要等待一定时间。

  • 先收到 FIN 的一方，在收到对方对自己 发送的 FIN 的确认 ACK 后，就立刻关闭了，不在发送其他数据。

  • 先发送 FIN 的一方通过等待 10 $\times$ 初始超时时间限制 时间来确认对方收到了自己的 ACK , 在这段时间里没有重传就结束。

感觉代码有些难写，多次测试不能完全保证每次测试都通过。

TCP 有限状态机

TCP FSM

Receiver

receiver

Sender

sender

性能优化

使用 gprof 工具分析性能。

优化前

可以看到 ByteStream::write , ByteStream::peek_output 和 ByteStream::pop_output 占用了快 90% 的时间，这主要是方法内部实现使用的深拷贝。

实验在 util 提供了 Buffer , BufferList 和 BufferListView 这样的类。

Buffer 的 remove_prefix 方法是常数级别的删除前 n 个字符。Buffer存放的是智能指针，及 size_t 类型的标记来表示字符的开始位置，删除前 n 个字符只需要变动这个标记即可，智能指针指向的内存会随着 Buffer 的析构而释放，在获得性能的同时保持安全。

使用 BufferList 重写 ByteStream 后的性能分析。

优化后