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@ -24,7 +24,7 @@ TCP(Transmission Control Protocol传输控制协议)是一种面向连接的、
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(例如，尝试连接未存活的主机或未监听端口或客户端发送了第一个SYN连接请求而服务端无响应)；
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观察SYN洪泛影响；观察分析TCP通信过程中的各类异常报文(例如数据超时、乱序)，
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了解其触发机制与含义。
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\item 流量控制(进阶)：运行一组TCP连接客户端/服务器程序(Python代码见附录)，
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\item 流量控制(进阶)：运行一组TCP连接客户端/服务器程序(Python代码见节后附件)，
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制造收发不平衡场景，观察收发报文中通告窗口的变化，分析与窗口机制相关的类型报文，
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了解滑动窗口工作原理。
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\item 拥塞控制(进阶)：改变带宽、时延、丢包率等网络参数，观察大文件传输过程，
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@ -41,10 +41,10 @@ TCP(Transmission Control Protocol传输控制协议)是一种面向连接的、
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TCP协议基于“尽力而为”的网络层为应用层提供可靠的进程间通信服务，
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具体地说是可靠的全双工的端对端字节流传输服务。
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在TCP的协议传输单元中(TCP报文段，TCP Segment)，
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发送方和接收方使用字节序号(Sequence Number)明确收发的数据，并精确到字节单位；
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收发双方以字节为单位使用序列号(Sequence Number)明确收发的数据，
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使用ACK反馈(Acknowledgment)机制，实现端对端的可靠传输控制。
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接下来，简要介绍TCP报文段的结构，
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TCP的连接管理、差错控制、流量控制和拥塞控制的原理。
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TCP的连接管理、流量控制和拥塞控制等原理。
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\paragraph{TCP报文段(Segment)}~{}
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@ -63,16 +63,16 @@ TCP 报文段结构如图\ref{fig:c:wireshark_TCP-structure}所示，
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\begin{enumerate}
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\item \textbf{源端口号(Source Port)：}16位的源端口，
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与源IP地址一起标识发送该TCP 报文段的通信进程。端口号范围0\~65535。
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与源IP地址一起标识发送该TCP 报文段的通信进程。端口号范围0-65535。
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\item \textbf{目的端口号(Destionation Port)：}16位目的端口，
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与目的IP地址一起标识接收该TCP 报文段的通信进程。端口号范围0\~65535。
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\item \textbf{序号(Sequence Number)：}该TCP 报文段中第一个数据字节的序号，占4个字节。在TCP连接建立时，通常生成一个随机数作为字节序列号的初始值（ISN）。
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与目的IP地址一起标识接收该TCP 报文段的通信进程。端口号范围0-65535。
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\item \textbf{序号(Sequence Number)：}该TCP 报文段中第一个数据字节的序号，占4个字节。在TCP连接建立时，通常生成一个随机数作为字节序列号的初始值(ISN)。
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\item \textbf{确认号(Acknowledgement Number)：}
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表示期望收到对方下一个报文段的字节序号，占4个字节。
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\item \textbf{标志位(TCP Flags)：}
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\begin{enumerate}
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\item 确认ACK (Acknowledgement)：置1表示确认号字段有效。
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\item 推送PSH (Push)：置1表示该报文段优先级高，
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\item 确认ACK(Acknowledgement)：置1表示确认号字段有效。
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\item 推送PSH(Push)：置1表示该报文段优先级高，
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接收方 TCP 应该尽快推送给接收应用程序。
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\item 复位RST(Reset)：置1表示需要释放 TCP 连接并重新建立连接。
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一般称携带 RST 标志的 TCP 报文段为「复位报文段」。
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@ -103,7 +103,7 @@ TCP 报文段结构如图\ref{fig:c:wireshark_TCP-structure}所示，
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\textbf{建立过程：}TCP是面向连接的，数据传输之前必须在双方之间建立一条连接，
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并通过三次握手过程完成。
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其主要目的是，同步连接双方的序列号和确认号，并交换 TCP窗口大小等控制信息。
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其主要目的是，同步连接双方的序列号和确认号，并交换TCP窗口大小等控制信息。
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一般地，客户端主动向服务器端发起连接请求，具体过程如下：
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\begin{enumerate}
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@ -128,7 +128,7 @@ TCP 报文段结构如图\ref{fig:c:wireshark_TCP-structure}所示，
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服务器端完成数据发送之后，也发出FIN=1的报文请求释放连接，
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并进入 LAST-ACK状态，直至客户端返回确认（第四次挥手）才关闭TCP连接。
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客户端收到服务器的FIN报文后，则进入TIME\_WAIT状态，
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并等待 2MSL(最大存活时间- Maximum Segment Lifetime)时间之后，完全关闭TCP连接。
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并等待2MSL(最大存活时间- Maximum Segment Lifetime)时间之后，完全关闭TCP连接。
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(注：释放连接也可由服务器端先发起)
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\paragraph{TCP流量控制}~{}
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@ -138,7 +138,7 @@ TCP 报文段结构如图\ref{fig:c:wireshark_TCP-structure}所示，
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TCP利用滑动窗口(Sliding Window)机制实施流量控制，
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其基本原理是用TCP报文段中的窗口大小字段来控制数据发送速率，
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即发送方的发送窗口应小于接收方回应报文中的通告窗口值。
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为了提高信道利用率，TCP采用了连续ARQ (Automatic Repeat reQuest)，
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为了提高信道利用率，TCP采用了连续ARQ(Automatic Repeat reQuest)，
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TCP两端都可以连续发出若干个分组然后等待确认，
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也都设有发送/接收窗口和发送/接收缓存。
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其中发送窗口可以用3个指针表示，
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@ -200,8 +200,8 @@ BBR\footnote{\href{https://queue.acm.org/detail.cfm?id=3022184}{BBR: Congestion-
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\subsubsection{实验方法和手段}
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使用VMWare软件配置两台本地虚拟机，本地相互连接(如图\ref{fig:c:wireshark_TCP-topo})。
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在VMWare中的虚拟机设置->网络适配器->高级中虚拟机的网卡传入/传出带宽、
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传输速率、时延等，用来仿真不同的网络条件（如图\ref{fig:c:wireshark_VM-advance-setup}）。
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通过“虚拟机设置->硬件->网络适配器->高级”（如图\ref{fig:c:wireshark_VM-advance-setup}）
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设置虚拟机的网卡传入/传出带宽、数据包丢失率、延迟等，仿真不同的网络条件。
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本实验需要使用的命令和工具，如表\ref{tab:c:wireshark_tools-command}所列。
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常用的Linux操作系统命令还包括：echo、cat、sysctl、ping、ftp。
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Jeff Chen
4 years ago