CS144

​ Lab2 将实现 TCP 协议的 TCPReceiver，通过 receive() 函数从 peer 端接收数据， 经过 Reassembler 处理写入 ByteStream 缓存， 应用层就可以通过 TCPSocket 读取数据。

​ 在接收 peer 端数据的同时， TCPReceiver 通过 send() 函数承担着告知 peer 一些重要信息的职责， 这些信息包括这两个部分：

通常将 ackno 称作 window 的索引左边界 （Smallest Index）， 将 ackno + window size 称作 window 的索引右边界 （Largest Index）

​ Reassembler 重组 substrings 时每一个字节的索引号都是 64-bit， 并且其首位 index 始终是从零开始。 这是一组在当前技术条件下永远不可能溢出的数据流索引号组。 但是在 TCP segment 的头部数据中，sequence number (seqno) 是 32-bit 的， 这组索引号与前述的数据流索引号在长度上不匹配，这种不匹配引入了一些复杂性：

Transmitting at 100 gigabits/sec, it would take almost 50 years to reach $2^{64}$ bytes. By contrast, it takes only a third of a second to reach $2^{32}$ bytes.

​ CS144 区分了三种类型的索引值：seqno，absolute seqno， 以及 stream index，并给出了一个 “cat” 数据的例子。这些索引需要我们实现其相互之间的转换，并保持转换前后不同数据的这三类索引值之间的关系一致。

wrap：将 absolute seqno $\rightarrow$ seqno

这个的实现很简单，只需要 zero_point + n 再转换成 Wrap32 即可。

unwrap：将 seqno $\rightarrow$ absolute seqno，这个要麻烦一些。

关于 checkpoint 的作用：E.g. 如果 ISN 为 $0$，seqno $17$ 可能对应着多个 absolute seqno: $17$、$2^{32}+17$、$2^{33}+17$、$2^{33}+2^{32}+17$、$2^{34}+17$、$2^{34}+2^{32}+17$ 等等。文档指出：”The wrap/unwrap operations should preserve offsets—two seqnos that differ by 17 will correspond to two absolute seqnos that also differ by 17.” checkpoint 能帮助避免歧义，这里实际上就是 first_unassembled_index。

因此可以将 checkpoint（64位）利用上面的 wrap 函数转换为 ckpt（32位），计算 raw_value 和 ckpt 之间的偏移量 offset，再加到 checkpoint 上。这样最终的结果可以大概写成这样：return checkpoint + (raw_value - ckpt) 。

而对于任意一个 $32$ 位的 seqno，有两个点最靠近 checkpoint，一个在左边，一个在右边。在 $32$ 位空间中，从一个点到另一个点，既可以向右移动 $X$ 距离，也可以向左移动 $2^{32}-X$，对应到 $64$ 位空间中，就是 checkpoint 右边：checkpoint + X，左边：checkpoint - (2^32 - X)，因此只需要判断 $X$ 和 $2^{32}-X$ 哪个更小即可。还有一种特殊情况，即如果 checkpoint 不够左移（checkpoint < 2^32 - X），那么就只能选右边的点。