CS144-libsponge: 一套简版的TCP协议，实现TCP协议中各个支持可靠传输的模块，包括字节流、流重组器、TCP接收器、TCP发送器、TCP连接器...源自Stanford CS144.

## 项目介绍

参考斯坦福大学CS144课程，通过封装实现字节流、流重组器、TCP接收器、TCP发送器、TCP连接器，确保了数据的可靠传输

## 目录树

```
sponge
├── apps
├── build
├── CMakeLists.txt
├── compile_commands.json -> build/compile_commands.json
├── doctests
├── etc
├── libsponge
├── README.md
├── tests
├── tun.sh
├── txrx.sh
└── writeups
```

## 项目运行和测试的相关命令

测试文件位于 `sponge/tests/` 文件夹下，对应的 CMake 命令位于 `sponge/etc/test.cmake` 中。

在构建时使用`make check_lab1` `make check_lab2 ` `make check_lab3 ` `make check_lab4 `

最终整个项目的性能测试使用：`./apps/tcp_benchmark`

## 项目组成和结果展示

如图所示 [![image-20230313111322059](https://imgbed001.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/img/68747470733a2f2f696d676265643030312e6f73732d636e2d68616e677a686f752e616c6979756e63732e636f6d2f696d672f696d6167652d32303233303331333131313332323035392e706e67.png)](https://camo.githubusercontent.com/2ef8a504a3c9db11301a317d117a65f9d57bd1dc892905a50be8b59186a2b085/68747470733a2f2f696d676265643030312e6f73732d636e2d68616e677a686f752e616c6979756e63732e636f6d2f696d672f696d6167652d32303233303331333131313332323035392e706e67)

本项目一共分为5部分：

- 字节流（byteStream）：对传输的数据进行读写操作，并且支持流量控制；
- 流重组器（StreamReassembler）：对传输过程中TCP段可能会出现乱序、丢失、重复、交叉重叠等错误状态进行处理，使其还原为原来的正确顺序；
- TCP接收器（TCPReceiver）：将接收到的数据送入流重组器中进行处理之后再传入字节流中，同时给发送方返回确认号（ack）和窗口大小（window size）实现对流量的控制；
- TCP发送器（TCPSender）：实现了重传定时器用于TCP的超时重传，同时对传输信息进行加工合成TCP段用于发送；
- TCP连接（TCPConnection）：将TCP接收器和发送器封装在一起从而实现完整的收发数据功能。

基于以上5部分，最终可以实现一个TCP协议。

压力测试如图所示：

```bash
$ ./apps/tcp_benchmark 
#----------------------------------------------------------------------------------
CPU-limited throughput                : 1.00 Gbit/s
CPU-limited throughput with reordering: 0.94 Gbit/s
```

## 一些细节

### 1. 字节流细节

内部用一个**queue<char> _buff**实现。有一个容量**capacity**，可以用来查看是否缓冲区已满。还可以查看读写的字节数，以及是否到达数据末尾。**当缓冲区为空并且输入也结束时，即到达eof。**

### 2. 流重组器细节

**传输的字符串都要先写入字节流中，然后才以供接收方读取**

那么已经写入的都是已经排好序的字符串了。

**难点在于处理乱序、重叠、丢失、重复等情况**

自定义**struct segment，**并且重载了操作符< (因为需要用到set这个数据结构，关系到排序问题) 按照下标索引进行排序。

Valdemar Lee/CS144-libsponge

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