Stanford CS144 lab3

总览
- lab3需要实现TCPSender ，TCPSender的作用是将发送字节流转化为TCPsegment
- 激动人心的是，在lab4中，将实现一个真实的TCPConnection，并通过它联通Internet世界
TCP Sender
- TCPSender负责从一个ByteStream读取字节并将其转换成一序列外送TCP segments；另外，TCP revceiver可以是任何一个可靠的TCP receiver，建立一套Internet通信标准才是最重要的。
- TCPSender在TCPSegment中写入各个字段，比如序列号，SYN标志，有效载荷，FIN标志，TCPSender只能够读ackno和the window size这两个字段，标红的字段就是了
- TCPSender需要做的是
  - 查看追踪接受者的window，也就是处理ackno与window size
  - 尽可能填满窗口，也就是说及时的从ByteStream读数据，并创建与发送TCPsegments，直到the window满了或者ByteStream空了
  - 跟踪查看哪个报文段流失了，我们将这种报文段称作outstanding segments,也就是未完成的报文段
  - 对于outstandin sgements,需要做到超时重传，这里实现了ARQ，ARQ是OSI模型中数据链路层和传输层的错误纠正协议之一。它通过使用确认和超时这两个机制，在不可靠服务的基础上实现可靠的信息传输。如果发送方在发送后一段时间之内没有收到确认帧，它通常会重新发送。ARQ包括停止等待ARQ协议和连续ARQ协议，连续ARQ又分为回退N帧ARQ协议、选择性重传ARQ协议。ARQ协议是对滑动窗口的一个很好的实现
- TCPSender如何知道一个报文丢失了？
  - TCPSender有一个计时器函数，也就是tick方法。TCP中超时的处理方式是：每次超时重传最老的的报文段，并重新启动定时器；每次收到确认时，更新已被确认的报文段，重新启动计时器，如果还有未被确认大的报文段，重新启动定时器
  - 每过几毫秒，TCPSender会调用tick函数，以此来及时，不要去调用其他⏲函数，比如time或者clock等
  - 初始时，RTO(retransmission timeout)会被设置为initial value,RTO就是超时值，它变化，但是initial value不会变化，变量initial_retransmission_timeout保存了initial value
  - 通过RTO实现重传计时器，这里的时间与真实时间并不一致
  - 只要一个报文段发出了，不论是否是重传，计时器都会启动，并在RTO的时间之后，终止报警
  - 所有的发出的报文段都收到了确认，停止计时器
  - 计时器报警超时的话，需要重传最老的未收到确认的报文段，需要建立一些内部数据结构去记录outstanding segment, 这里的指数退避😵，1.指数退避是重传的一种方法，并且这里是只重传最早的未被确认的报文，好处是使得网络拥塞减轻，但是慢，2.可以选择重传所有包，但是这样会加剧网络拥塞，3.还有其他策略，比如快重传，连续收到三个重复ACK(不包括第一个)，便立刻重传，而这仍然存在是重传一个还是所有的问题。4.SACK可以解决这个问题，不过SACK存在接收方Reneging情况，所谓Reneging的意思就是接收方有权把已经报给发送端SACK里的数据给丢了。这样干是不被鼓励的，因为这个事会把问题复杂化了，但是，接收方这么做可能会有些极端情况，比如要把内存给别的更重要的东西。所以，发送方也不能完全依赖SACK，还是要依赖ACK，并维护Time-Out，如果后续的ACK没有增长，那么还是要把SACK的东西重传，另外，接收端这边永远不能把SACK的包标记为Ack
实现TCP sender（看测试逐步实现是个不错的方式）
- 根据文档可以知道，我们不需要实现SR，只需要实现类似GBN，不过不同的是GBN要重传所有所有未确认分组
- 这个函数下一个lab要用
- 如果receiver的window为0，那么假设sender啥也不发，sender永远也没有机会接受到新的ack，即使receiver的window不再是0了
实现中的问题
- 这里需要特判TCPSegment中只有fin标志, 因为Remember that the SYN and FIN flags also occupy a sequence number each, which means that they occupy space in the window.
- 初始的的_receiver_window_size需要设置为1，不然这个测试用例会出错，如果设置为0，会使的remain溢出，也就是发完SYN包之后，remain -= 1，会翻到最大值
- 这个测试用例需要特殊处理fin包的发送`
- window_size为零的时候需要特判，并且RTO不能指数退避，
- 需要特判重复的ack是无效的不然会引发如下错误
- 在send_ack.cc中有个注释了的测试，它想要实现的效果是，如果传送的ackno过大，sender需要发送一个报文去告诉receiver