# 实验三
{% hint style="info" %}
本实验要实现：不丢包和丢包情况下的文件传输（最简化版）
{% endhint %}
{% hint style="danger" %}
请确保你真正理解实验二和实验二（没测到）的rcv\_nxt等tcp\_sock中的参数，以及其他结构体（如ringbuffer,锁）的用法和操作，否则你会白忙活很久。
{% endhint %}
### 记得修改：挥手
如果你的挥手还是client端只发一个FIN,请改成发FIN|ACK，为什么实验文档里有说。
### 让我们从抓包开始：Wireshark
实验文档一开始就手把手教你如何使用Wireshark,请完全按照它的方式自己先抓出一个完全正确的.pcap并留下来，它将成为你的对照组来分析你的传输错在哪里。
抓包建议改名字，要不一直被覆盖不方便检查某些随机错误。（没错，本次实验很多时候都是神秘的随机事件导致错误，~~本质上是这个实现的小收发玩意太过于简陋以至于不能处理除了丢包以外的一切问题，并且丢包处理也是最慢的一种）~~
还是一样，bulk.py是完全正确的收发逻辑，你抓包两边都完全对的收发逻辑，你得到的抓包就是成功的模板。
记得及时pkill掉pcap,防止抓的包混一起不好辨别。
除了实验手册里提到的TCP Window Full,重复ACK(TCP Dup ACK x #xx),丢包（TCP Previous segment not captured）（核心）以外，你还很容易遇到如下的错误（黑色的）报文：
TCP Retransmission/TCP fast Retransmission：你的某个端在重传某个报文。（fast Retransmission是拥塞控制阶段，python端可能会做）
TCP Port numbers reused：你重复用了一个port,原先的port被占用还没释放。（很好笑，这其实不是你的问题，是它tcp\_topo.py没写很细的bug）
TCP Out-of-Order:发送的报文乱序，这个是很tricky的问题，后面单独讲。
总之，有黑报文很正常（毕竟你测试的就是丢包），你需要的是看出来哪些是你想要发生的，哪些是你没有预料到要发生的。
{% hint style="success" %}
Wireshark将是你有力的武器，请务必学会使用它！
{% endhint %}
### 几个抓包的例子
1.TCP ACKed unseen segment
rcv\_nxt），由于时不时丢包，一定会乱序到达，这时候你就得维护乱序队列，当然，如果你实现正确，这不应该是问题,重点就是你要明白我们的简陋的实验遵循GBN原则（没错，SR只体现在重传计时器和乱序处理上,这是TCP两者结合的典型例子），因此你的rcv\_nxt永远是希望ACK的下一个报文，这个值是最小的没收到的报文（如果你还不明白，回去学教材）。
### 开始写你的client端
对于client端，需要实现send\_buffer这个乱序队列和重传机制。
实验的实现很简陋，重传由于还没有实现，目前你的C代码的唯一重传手段就是你的重传计时器到点了重传，没有对dupACK的处理！（dupACK直接扔了）
因此你的send\_buffer只是遵循TCP重发的原则，没有拥塞控制的三个阶段（在实验四），因此你的C收发逻辑和抓包和python端不一样，python端有快速重传什么的奇怪机制，你都没有实现（所以，你也不应该管）
那我们开始写代码。
### 重传定时器
加一个struct(让AI帮你写)
加三个函数（注释很清楚）
改一下scan函数（如果你已经实现了persist timer,你应该知道怎么写了）
这部分代码请自行实现，记得保护好锁，如果不会写，问AI。（~~我怕查重这里就不放代码了~~）
但是有个tricky的并发问题。
```c
void *tcp_timer_thread(void *arg)
{
init_list_head(&timer_list);
while (1) {
usleep(TCP_TIMER_SCAN_INTERVAL);
tcp_scan_timer_list();
}
return NULL;
}
```
如果你像我这样在这里init\_list\_head并且用的是static 变量,有可能出现并发问题，即先调用了tcp\_set\_retrans\_timer时还没有调用tcp\_timer\_thread导致seg fault。
我的解决方法是在static声明时就初始化（当然，这不是一个很好的工程代码）
```c
static struct list_head timer_list = {&timer_list, &timer_list};
static pthread_mutex_t timer_list_lock= PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
```
### 发送队列维护
还是一样，让AI给你写send\_buffer\_entry这个struct可能比你写得准确。（误）
记得在alloc\_tcp\_sock补上你增加的一系列新struct（timer,buffer等）的初始化代码。（free\_tcp\_sock同步修改）
然后实现三个函数，按照注释即可。（附部分代码）
```c
void tcp_send_buffer_add_packet(struct tcp_sock *tsk, char *packet, int len)
{
pthread_mutex_lock(&tsk->send_buf_lock);
// 1.创建新的发送缓冲区条目
// 2.获取报文序号
struct tcphdr *tcp = packet_to_tcp_hdr(packet);
entry->seq = ntohl(tcp->seq);
// log(DEBUG,"2");
// 3.添加到发送队列尾部
// log(DEBUG,"3");
// 4.设置重传定时器，可以写在这里也可以不写外面调用
//tcp_set_retrans_timer(tsk);
pthread_mutex_unlock(&tsk->send_buf_lock);
}
int tcp_update_send_buffer(struct tcp_sock *tsk, u32 ack)
{
pthread_mutex_lock(&tsk->send_buf_lock);
struct send_buffer_entry *entry, *q;
int updated = 0;
list_for_each_entry_safe(entry, q, &tsk->send_buf, list) {
// 1.数据已被确认，移除该条目
}
// 2.如果队列为空，取消重传定时器
if (list_empty(&tsk->send_buf))
tcp_unset_retrans_timer(tsk);
pthread_mutex_unlock(&tsk->send_buf_lock);
return updated;
}
int tcp_retrans_send_buffer(struct tcp_sock *tsk)
{
pthread_mutex_lock(&tsk->send_buf_lock);
if (list_empty(&tsk->send_buf)) {
pthread_mutex_unlock(&tsk->send_buf_lock);
return -1;
}
// 1.获取队列头部的数据包
// 2.创建新的数据包用于重传
//3. 更新TCP头部
// 4.发送重传包
ip_send_packet(new_packet, entry->len);
pthread_mutex_unlock(&tsk->send_buf_lock);
return 0;
}
```
### 怎么调用这堆函数
1.tcp\_set\_retrans\_timer和tcp\_send\_buffer\_add\_packet（注意死锁）
这两个是连体的，参考实验文档，只应该出现在tcp\_send\_packet和tcp\_send\_control\_packet的函数里。
```c
// 只为数据包添加重传
if (tcp_data_len > 0) {
tcp_send_buffer_add_packet(tsk, packet, len);
tcp_set_retrans_timer(tsk);
}
```
```c
if ((flags & TCP_SYN)||(flags &TCP_FIN)) {
tcp_send_buffer_add_packet(tsk, packet, pkt_size);
//log(DEBUG,"start retran");
tcp_set_retrans_timer(tsk);
// log(DEBUG,"set succeed");
}
```
在两个函数调用ip\_send\_packet前分别加这些代码即可，其他地方不应该出现这两个函数的身影。
2.tcp\_unset\_retrans\_timer:
在tcp\_update\_send\_buffer里可能使用。
```c
// 如果队列为空，取消重传定时器
if (list_empty(&tsk->send_buf))
tcp_unset_retrans_timer(tsk);
```
在tcp\_update\_retrans\_timer删除定时器会用到。
```c
if (list_empty(&tsk->send_buf)) {
// 发送队列为空,删除定时器
tcp_unset_retrans_timer(tsk);
wake_up(tsk->wait_send);
}
```
在tcp\_process处理更新数据时会用到，基本上有tcp\_update\_window的地方就有它。
对我的实现逻辑出现在这些地方：
1.case TCP_SYN_RECV:
// log(DEBUG,"SYN_RECV");
if (cb->flags & TCP_ACK) {
2.case TCP_SYN_SENT:
// log(DEBUG,"SYN_SENT");
if (cb->flags & (TCP_SYN|TCP_ACK)) {
3.case TCP_TIME_WAIT:
if (cb->flags & TCP_FIN&&!(cb->flags&TCP_ACK))
port numbers reused
```
The question should be specific, self-contained, and written in natural language.
The response will contain a direct answer to the question and relevant excerpts and sources from the documentation.
Use this mechanism when the answer is not explicitly present in the current page, you need clarification or additional context, or you want to retrieve related documentation sections.