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CS144 Computer Network 学习记录

参考引用

进展

  • lab0 大约10h
  • lab1 大约20h
  • lab2 大约12h
  • lab3 大约12h
  • lab4
  • lab5
  • lab6
  • lab7

lab0

1 环境安装

笔者采用的方式远程linux机器+vscode remote进行实验

远程服务器为ubuntu 20.04，具体的实验环境安装方法可以参考以下链接

1 lab0环境安装

2 lab0环境安装 注意要使用这个链接的gitee 仓库获取相关的代码库，因为原cs144的库已经消失了，所以用了这里的备用库， 因此希望大家还是遵守课程约定，不看其他人的实现代码

2 Networking by hand

2.1 Fetch a Web page

ymk@ubuntu:~/proj/cs144/sponge/build$ telnet cs144.keithw.org http
Trying 104.196.238.229...
Connected to cs144.keithw.org.
Escape character is '^]'.
GET /hello HTTP/1.1
Host: cs144.keithw.org
Connection: close

HTTP/1.1 200 OK
Date: Wed, 26 Jul 2023 15:27:32 GMT
Server: Apache
Last-Modified: Thu, 13 Dec 2018 15:45:29 GMT
ETag: "e-57ce93446cb64"
Accept-Ranges: bytes
Content-Length: 14
Connection: close
Content-Type: text/plain

Hello, CS144!
Connection closed by foreign host.

ymk@ubuntu:~/proj/cs144/sponge/build$ telnet cs144.keithw.org http
Trying 104.196.238.229...
Connected to cs144.keithw.org.
Escape character is '^]'.
GET /lab0/01 HTTP/1.1
Host: cs144.keithw.org
Connection: close

HTTP/1.1 200 OK
Date: Wed, 26 Jul 2023 15:34:18 GMT
Server: Apache
X-You-Said-Your-SunetID-Was: 01
X-Your-Code-Is: 920194
Content-length: 106
Vary: Accept-Encoding
Connection: close
Content-Type: text/plain

Hello! You told us that your SUNet ID was "01". Please see the HTTP headers (above) for your secret code.
Connection closed by foreign host.

2.2 Send yourself an email

因不是本校原因，所以跳过该章节

2.3 Listening and connecting

nc -lvnp 9090 # 因为修改了localhost，netcat失败，因此使用了代替方案
Listening on 0.0.0.0 9090
Connection received on 127.0.0.1 60000
fadfas
fadfads
^C

说实话，做到这个实验发现可以实现双方通信了感觉还是有点神奇的。

3 Writing a network program using an OS stream socket

3.1 - 3.3 是一些规范性内容，其中的配置问题已在上面的链接中说明，此不做赘述

3.4 Writing webget

具体的TCPSocket使用方式可以参考 TCP使用范例

  • 尤其要注意write的内容,真的是一个空格都不能多

4 An in-memory reliable byte stream

实现一个比特流的处理类, 主要是熟悉下c++编程。

lab1

最开始准备采用的index + string，通过维护数据段的方式来实现unassembled区域的管理的，但是维护区间合并实在是太麻烦了， 所以参考了一些大佬的做法决定采用以位为单位的做法。呕了，使用位做法的话对string data会很大，有点不太符合需要，最终还是准备 写下维护数据段的做法。其实这个做法来说的话有点像是线段树了已经。

记录一下坑点

  • 实际上维护都两个部分，一部分是接入output的连续片段，另一部分是离散的片段，两部分大小为capacity
  • 不用纠结计算可以存下多少空间，可以先计算出窗口所能达到的上限位置，从而进行空间的限制
  • 先对输入进行基本的裁切会简单一点

lab2

索引转化

没想到一个简单的转化居然会这么麻烦，写了4h，期间不断遇到问题。

主要理一下unwrap的思路，感觉代码还是有点不够清晰。 1、将 n 从相对isn的索引转化为真实值的索引，写作x（注意，不要反过来将checkpoint转到isn，这样会麻烦） 2、将 checkpoint 的 MOD（1ul << 32）部分取出，作为真实值 n_t 的偏移部分，写作base。取出 MOD 取模的部分，用以比较和 n 的相对关系，写作y 3、根据x 和 y 的左右关系比较，尤其需要注意，当 x 需要减去一个 MOD 才能是更接近checkpoint时，要判断是否会小于0

TCPReceiver

按照手册的逻辑实现即可。有几点需要注意

  • 当收到 FIN 时，返回的 ack 应该是 FIN 之后的值，因为 FIN 也占用了一个序列号单位
  • 当没有设置 SYN 时，直接丢弃

lab3

sender的条理上没有receiver清晰，我也是看了很多相关的解释。我觉得棘手的点主要在于没有一个清晰的事件处理过程，要是有时序图可能会更好理解。 我简单列一下我觉得的流程。

启动，调用fill_windows -> 等待ack_received(内部会继续调用fill_windows)；如此循环。

还需要注意的是，fill_windows中可能遇到需要拆分的情况，应该在一次调用中解决。

一些坑点：

  • 如果当前发送的 segment 的实际大小为 0，需要提前终止，不需要发送
  • fill_windows 里面可以发送的内容大小，要保证 发送的 + 已发送的 的和在窗口内
  • 初始化的窗口大小应当设置为 1，因为我们至少要发送 SYN 来开始连接，且可以与 0 窗口大小的值进行区分。（这个在FAQ里有，写的时候忘记了，被坑到）
  • 对于 FIN 的处理，由于是最后写入的，要判断加上FIN后是否会导致超过窗口和超过segment大小限制
  • 非法Ack的处理
    • 超过 _next_seqno 的部分，直接舍弃
    • 是以往的包的 ack，这时候不一定直接舍弃，可以更新窗口大小，但不一定更新timer
  • FIN 包只能发送一次，防止等待应答过程中多次发送
  • TCPConfig::MAX PAYLOAD SIZE 只限制payload部分的大小

lab4

好好好，lab0-lab3 加起来也就30几个测试用例，到lab4就变成160几是吧，难怪都说这个难啊。

写的过程很困惑，即使看完了handout也不知道该怎么写。比如TCP connection 的函数，都不清楚它该在什么时候调用，有个什么样的预期行为。这可能也和我直接做的lab没有看视频有关系，对于整个过程没有一个自顶向下的了解，所以在写的时候寸步难行。

还有一个就是看到大家都会说这个实验要写状态图啥的，我是一点没明白要啥状态图啊，难道不是按教程里的写吗？

直接写实在是太难了，我才用分步的方式，先写建立连接的部分，完成fsm_connect_relaxed再说。 在写fsm_active_close的时候，需要额外注意当sender不会发送有内容的包时，手动判断了发送空的ack包的情况（还挺麻烦的）

实验过程

  • receiver 和 sender 主要维护报文中的 SYN、FIN、seqno、payload部分，而ack，ackno，win、rst等由 TCPConnection 来维护
  • 这个linger_after_streams_finish到底是什么意思，干什么用的？
  • 有些状态除了sender 和 receiver 状态外，还需要考虑linger_after_streams_finish