视频信息处理与传输实验

实验TCP1 .实验目的1 .认识关于TCP协议的内容2 .掌握TCP模块的c语言编程2 .实验内容1 .用c语言制作实现TCP模块所需的所有常量的头文件2 .完成TCP报头的说明最大段长度MSS (最大段长度)是TCP段中数据字段的最大长度。 MSS告诉TCP“我的缓存可以接收的消息段的数据字段的最大长度是MSS字节”窗扩大因子被用于肥育管道。时间戳可以用来测量往返延迟RTT。数据字节计数(不是消息段计数！ 中所述情节，对概念设计中的量体体积进行分析3 .完成TCP消息段的说明收件人允许的字节数URG紧急数据(通常不需要)ACK序号有效立即发送数据RST，SYN，FIN:连接建立(建立和断开) SYN :握手信号FIN :断开连接图1 TCP消息结构源端口和目的地端口字段分别占用2个字节。 端口是传输层和应用层的服务接口。 传输层的复用和分割功能必须通过端口实现。序列号字段占用4个字节。 通过TCP连接发送的数据流的每个字节都具有序列号。 “序号”字段的值是本报报道中发送的数据的第一个字节的序号。确认号字段包括4字节，其是要接收下一消息段的数据的第一字节的号码。数据偏移占有4比特，其指示从TCP消息段的数据的起始到CP消息段的起始的距离。 “数据偏移”的单位不是字节，而是32bit字(4字节为计算单位)。保留字段包括6bit，并且保留用于以后使用，但是现在应该为0。紧急比特URG若URG=1，则指示紧急指针字段有效。 应该尽快通知系统该消息段存在紧急数据(相当于高优先级数据)。当ACK=1时，确认位ACK仅在确认号字段有效。 在ACK=0的情况下，确认号码无效。如果重置比特rst(reset)rst=1，则必须在释放连接之后重新建立运输连接，这意味着TCP连接发生严重错误，例如由于主机崩溃。同步比特SYN同步比特SYN被设置为1指示这是连接请求或连接接受消息。终止位FIN(FINal)用于释放连接。 在FIN=1的情况下，表示该消息段的发送侧的数据已发送完毕，请求解除运输连接。窗口字段占用2个字节。 窗口字段以字节为单位控制对方发送的数据量。 TCP连接的一端基于所设定的高速缓存尺寸来确定自身的接收窗口尺寸，通知给对方以确定对方的发送窗口的上限。检查和占2字节。 检验和现场检验的范围包括报头和数据两部分。 要计算校验和，请在TCP消息段之前添加12字节的伪报头。紧急指针字段占用16比特。 紧急指针在本报的报道中显示紧急数据的最后一个字节的编号。选项字段的长度是可变的。 TCP标头最多包含40字节的选项信息，可用于向端点传递附加信息或对齐其他选项。填充字段是用于使整个报头的长度等于4字节的整数倍的字段。4 .用c语言编写TCP有限状态机的实现函数。在TCP建立和终止之间存在11种状态，TCP的有限状态机给出了从一种TCP连接转移到另一种状态的规则。服务器进程客户流程图2 TCP有限状态机3 .实验过程1.tcp头文件：#ifndef_TCP_H#define_TCP_H#ifndef_GLOBAL_H#include global.h #endif#ifndef_MBUF_H#include mbuf.h #endif#ifndef_IFACE_H#include iface.h #endif# ifndef _ internet _ h#include internet.h #endif#ifndef _IP_H#include ip.h #endif#ifndef_NETUSER_H#include netuser.h #endif#ifndef_TIMER_H#include timer.h #endifdefine def _ MSS 512/* defaultmaximumsegmentsize * /define def _ wnd 2048/* defaultreceiverwindow * /defi netcache 16/* # offtcpround-trip-timecacheentries * /define def _ RTT 5000/* initialguessroundtriptime (5秒) * /define MSL 230/* guesstwomaximum-segment life times * /define Emin _ RTO 500 l/* minimum time out，milliseconds */define TCP _ HDR _ HP D10/* mbufsizetopreallocatefordheaders * /define def _ wscale0/* ourwindowscaleoption * /# defineegreniss () (int32 ) ms clock () 12 )/* incrementclockat4MB/sec * /* numberofconsecutiveduplicateackstotriggerfastrecovery * /definecpdupacks3/* roundtriptimingparameters * /define again8/* averagerttgain=1/8* /#defineLAGAIN3/* Log2(AGAIN) */defined gain4/* meandeviationgain=1/4* /#defineeldgain2/*log2(dggain)*/definetcplen 20/* minimumheaderlength，bytes */define TCP _ max opt40/* largeptoptionfield，bytes */2、TCP报头structTCP_header统一短端口DDRu_char ver_ihl； /版本(4 bits )标题长度(4 bits)=8u_char tos； /服务类型(Type of service )u_short tlen； /总长度(Total length )u_short identification； /识别u_short flags_fo； /标志位(3 bits )分段偏移(3 bits )u_char ttl； /生存时间(Time to live )u_char proto； /协议u_short crc； /头校验和(Header checksum )ip_address saddr； /源地址(Source address )ip_address daddr； /目标地址(Destination address )u_int op_pad； /选项和填充(Option Padding )ip_header；3、TCP消息段结构TCP _ segment结构TCP _标题器TCP标题器；uint16 source；/*源端口* /uint16 dest；/*目标端口* /int32 seq； /* Sequence number */int32 ack； /* Acknowledgment number */uint16 wnd；/* receiver流控制窗口* /uint16 checksum； /* Checksum */uint16 up； /* Urgent pointer */uint16 mss；/*可选最大尺寸* /uint8 wsopt；/*可选窗口比例因子* /uint32 tsval； /* Outbound timestamp */uint32 tsecr； /* Timestamp echo field */打开结构统一集成协议：1；/* echoedipcongestionexperientedbit * /统一int urg :1；未知int ack :1；无符号int psh :1；统一int rst :1；无信号同步：1；无符号int fin :1；统一int MSS :1；/* MSS选项首选项* /统一int wscale :1；/*窗口缩放选项present * /统一时间表：1； /* Timestamp option present */tcpData；以下称为4、TCP有限状态机#include global.h #include timer.h #include mbuf.h #include netuser.h #include internet.h #include tcp.h #include ip.h voidtcp_output(tcb )注册结构TCB * TCB；装模作样结构mbuf * DBP；/* headeranddatabufferpointers * /结构TCP seg；/*本地工作复制主题* /uint16 ssize；/* sizeofcurrentsegmentbeingthent*包括同步和精简标志* /uint16 dsize； /* Size of segment less SYN and FIN */int32 usable；/*可用窗口* /int32 sent；/* sequence count (incl syn/fin ) already* in the pipe but not yet acked */int32 rto； /* Retransmit timeout setting */if(tcb=NULL)return交换机(TC B- state ) case TCP_LISTEN:case TCP_CLOSED:return；/*不发生事件* /以下称为for (； 表示memset(seg，0，sizeof(seg ) )；/* computedataalreadyedinflight * /sent=tcb-snd.ptr - tcb-snd.una；usable=min(tcb-snd.wnd，tcb-cwind )可用集合；可用-=集合； /* Most common case */else if (可用=0sent=0)可用=1；/*关闭窗口探测* /elseusable=0； /* Window closed or shrunken */ssize=min(tcb-sndcnt - sent，可使用)ssize=min(ssize，tcb-mss )if！ tcb-flags.force sent！=0 ssize tcb-mss什么？ (TC B- state=TCP _ fin wait1ssize=TC B- snd CNT-sent )ssize=0；以下称为if！ tcb-flags.synack！ TCP_syndicata )if (TC B- snd.ptr=TC B- ISS ) ssize=min (1，ssize)