TCP伪代码
计算机基础自学算法伪代码
栈是一种后进先出的数据结构，递归算法可以利 用栈的特点实现，如斐波那契数列等。
数据结构与算法的选择原则
问题需求
01
根据问题的需求选择合适的数据结构和算法，以满足时间复杂
度和空间复杂度的要求。
数据特点
02
根据数据的特性选择合适的数据结构，如处理大量数据时选择
合适的数据存储方式。
实际应用场景
不同的数据结构适用于不同类型 的问题，选择合适的数据结构能 够更好地解决问题。
常见数据结构与算法的结合使用
1 2 3
数组与排序算法
数组是一种常见的数据结构，排序算法如冒泡排 序、插入排序等可以在数组上实现。
链表与图算法
链表适用于需要频繁插入和删除节点的场景，图 算法如广度优先搜索、深度优先搜索等可以在链 表上实现。
计算机基础自学算法 伪代码
目录
• 算法概述 • 基础算法 • 数据结构与算法关系 • 算法优化与复杂度分析 • 实践案例
01
算法概述
算法的定义与特性
定义
算法是一组明确的、有序的、有 限的步骤，用于解决某一问题或 完成某项任务。
特性
有穷性、确定性、可行性、输入 和输出。
算法的表示方法
自然语言
用文字描述算法步骤。
数成正比。
02
线性时间复杂度
算法的时间复杂度为O(n)，表示算 法执行时间与输入规模n成正比。
04
多项式时间复杂度
算法的时间复杂度为O(n^k)，其中 k为常数，表示算法执行时间与输
入规模n的k次方成正比。
空间复杂度分析
线性空间复杂度
算法的空间复杂度为O(n)，表示算法所需 额外空间与输入规模n成正比。
计算机网络中的拥塞控制算法
计算机网络中的拥塞控制算法一、引言计算机网络中的拥塞控制算法是指在网络传输数据时，为了避免网络拥塞导致传输性能下降、数据丢失等问题，采用的一种控制方法。
拥塞控制算法包括多种，如TCP的拥塞控制算法、UDP 的拥塞控制算法、RED算法等，本文将重点介绍TCP的拥塞控制算法。
二、TCP的拥塞控制算法TCP的拥塞控制算法主要包括四种：慢启动、拥塞避免、快速重传、快速恢复。
1. 慢启动慢启动是TCP连接刚开始传送数据时启用的一种算法。
慢启动将初始窗口大小设为一个很小的值，然后每经过一个往返时间RTT，增加窗口的大小，直到达到一个拥塞阈值（cwnd）。
超过拥塞阈值后，进入拥塞避免算法。
慢启动中主要涉及两个参数：拥塞窗口大小（cwnd）和拥塞阈值（ssthresh）。
慢启动的主要思想是控制发送方数据速率，使其不断逼近网络的传输极限。
通过控制拥塞窗口大小，发送方可以平衡网络吞吐量和丢包率，避免网络拥塞。
慢启动算法的伪代码如下：if (cwnd <= ssthresh) {cwnd = cwnd + 1;} else {cwnd = cwnd + 1/cwnd;}2. 拥塞避免拥塞避免算法是在慢启动后，当拥塞窗口大小超过拥塞阈值时启用的一种算法。
拥塞避免算法中，每经过一个RTT，拥塞窗口的大小增加一个MSS（最大分段大小），从而每个RTT可以传输更多的数据。
当出现拥塞情况时，TCP会将拥塞阈值减半，同时进入慢启动算法。
拥塞避免算法的伪代码如下：if (cwnd > ssthresh) {cwnd = cwnd + 1/cwnd;}3. 快速重传快速重传算法是当TCP收到重复的数据时，立即发送重复的确认，而不等待超时重传计时器，从而提高数据传输的速率。
当收到重复的确认后，TCP会将拥塞窗口大小减半并重新进入拥塞避免算法。
快速重传算法的伪代码如下：if (duplicate_ack_received) {cwnd = cwnd/2;ssthresh = cwnd;}4. 快速恢复快速恢复算法是在快速重传算法后，立即发送数据而不等待拥塞避免算法重新检查网络，从而提高数据传输的速率。
第九章 协议处理
本章是part II的最后一章。
第5章介绍如何减少数据包拷贝开销，第6章介绍如何减少控制开销，端节点上最大的性能提升往往来自这两个方面，现代网络实现基本上已经注意了这些问题。
第7章和第8章分别介绍定时器和提前解复用实现的性能瓶颈和解决方法。
由于课时的关系，我们先介绍第9章，这些是较常见的处理任务，然后再介绍第3章、第4章，这两章是对网络算法学15条原则的归纳和运用，是本课程的重点。
如果有时间的话，我们再介绍第7章。
第9章主要介绍缓冲区管理、常规协议处理、分片重组等的实现。
这些协议处理任务看起来不起眼，但是随着链路速度达到吉比特量级，这些任务也不能忽视。
因为在极高的速度下，每个包的处理时间非常短，任何一个环节的低效都可能导致包处理时间超过预定的上限，导致系统整体性能的下降。
另一方面，网络中有许多小包，对于这些小包来说，数据处理并不是主要的开销（数据很少或没有数据，如TCP确认），主要的开销就在一般性的协议处理上（分配包缓冲区，协议头处理等）。
9.1.1 缓冲区分配经典的BSD UNIX实现，称为mbufs。
……Mbufs设计的出发点：（1）用缓冲区链来存放包是为了便于动态扩展包的缓冲空间。
比如，当包从上往下穿过协议栈时，添加一个协议头，就只需要将协议头放到一个mbuf中，然后添加到链表头部。
Mbufs出现的时候是1981年，那时正是各种网络技术全面开花的时期，没有哪一种网络技术占统治地位，将来会出现什么技术也不得而知。
因此，数据包从上往下需要经过哪几层协议处理、每个协议头的长度是多少都无从知道，从而无法知道应当为数据包分配多大的空间。
为了能支持各种可能的协议栈，操作系统必须允许动态扩展包的缓冲空间。
（2）定义不同大小的缓冲区是为了充分利用内存空间。
比如，一个190字节的包会被分配两个mbuf，大约浪费20个字节的空间；一个450字节的包会被分配5个mbuf，浪费大约50个字节。
这在当时（1981年）很重要，因为那时计算机的内存普遍很小。
伪代码定义及实例
伪代码伪代码（Pseudocode）是一种算法描述语言。
使用伪代码的目的是为了使被描述的算法可以容易地以任何一种编程语言（Pascal，C，Java，etc）实现。
因此，伪代码必须结构清晰、代码简单、可读性好，并且类似自然语言。
介于自然语言与编程语言之间。
以编程语言的书写形式指明算法职能。
使用伪代码, 不用拘泥于具体实现。
相比程序语言（例如Java, C++,C, Dephi 等等）它更类似自然语言。
它是半角式化、不标准的语言。
可以将整个算法运行过程的结构用接近自然语言的形式（可以使用任何一种你熟悉的文字，关键是把程序的意思表达出来）描述出来。
定义人们在用不同的编程语言实现同一个算法时意识到，他们的实现（注意:这里是实现,不是功能）很不同。
尤其是对于那些熟练于不同编程语言的程序员要理解一个(用其他编程语言编写的程序的)功能时可能很难，因为程序语言的形式限制了程序员对程序关键部分的理解。
这样伪代码就应运而生了。
伪代码提供了更多的设计信息，每一个模块的描述都必须与设计结构图一起出现。
伪代码是一种非正式的，类似于英语结构的，用于描述模块结构图的语言。
应用领域当考虑算法功能（而不是其语言实现）时，伪代码常常得到应用。
伪码中常被用于技术文档和科学出版物中来表示算法，也被用于在软件开发的实际编码过程之前表达程序的逻辑。
伪代码不是用户和分析师的工具，而是设计师和程序员的工具。
计算机科学在教学中通常使用虚拟码，以使得所有的程序员都能理解。
综上，简单的说，让人便于理解的代码。
不依赖于语言的，用来表示程序执行过程，而不一定能编译运行的代码。
在数据结构讲算法的时候用的很多。
伪代码用来表达程序员开始编码前的想法。
语法规则例如，类Pascal语言的伪代码的语法规则是：在伪代码中，每一条指令占一行（else if，例外）。
指令后不跟任何符号（Pascal和C中语句要以分号结尾）。
书写上的“缩进”表示程序中的分支程序结构。
这种缩进风格也适用于if-then-else语句。
TCP拥塞控制
计算机网络
往返时延RTT优化
往返时间RTT
往返时间:
往返时间（ＲＴＴ）是指从数据段发送开始，到接 收到该数据段对应应答所经历的时间，主要由链路传播时 间、端系统处理时间和路由器排队／处理时间组成。 对同一个ＴＣＰ连接，链路传播时间、端系统处理 时间相对固定，因此，网络拥塞情况可通过路由器排队／ 处理时间的变化而推断。
其中: pi为第i条路径的丢包率, RTTi为第i条路径的往返时延, b为每个ACK应答的分组数, pktsize为分组的大小, n为路径的总数。
基于MFD的多路径算法
可见, 要在给定的网络条件下提高端到端吞吐率, 必须减小往返时延RTTi。路径的往返时延是正向路径时延 以及反向路径时延之和。 第i条路径对应的正向路径时延为fi, 反向路径时延 为ri.不失一般性,假设ri≤ri +1(1≤i≤n)。如果采取MTCP算法, 则RTTi =fi+ri。 为了提高吞吐率,可以采用最小反馈时延MFD的多径 传输协议, 即选取时延最小的反向路径来传输应答分组。 MFD可以减少各条路径的往返时延 RTT‘i=fi+r1<fi+ri=RTTi ,从而提高端到端的吞吐率， 降低拥塞。
Freeze-TCP
Freeze-TCP用于解决主机移动所引起的丢包. 主要思想: 让移动主机监测无线信号的能量，并检测出即将发生 的主机切换事件.当切换即将发生时，移动主机向发送者 发送一个通告窗口为零的反馈，从而迫使发送者进入零窗 口探测模式. 在零窗口探测模式中，发送者不会改变它的拥塞窗口 和超时计时器的时长.
RTT分析
在无线环境下，忽略链路传播时延的前提下，在误码 丢包的作用下，ＲＴＴ呈现无规律变化，且有趋小趋势. 因此，在无线环境下，考察ＲＴＴ的变化区分误码丢 包与拥塞丢包进行发送速率的调整是可行的：在ＲＴＴ变 小时，说明网络拥塞丢包风险小，拥塞窗口向下调整幅度 应较小；在ＲＴＴ变大时，说明网络拥塞丢包风险大，拥 塞窗口向下调整幅度应较大，是符合无线网络实际情况的。
tcp伪首部格式 -回复
tcp伪首部格式-回复相关问题，介绍TCP伪首部格式。
TCP（传输控制协议）是一种可靠的传输层协议，它通过将数据流分割成小的数据段来传输，并在接收端重新组装这些数据段，以确保数据的可靠传输。
TCP伪首部格式是TCP协议数据段的固定头部部分，用于在传输过程中对TCP包进行识别和校验。
TCP伪首部格式是位于TCP头部之前的一段数据，格式如下：源IP地址：占用32位，表示发送端主机的IP地址。
目的IP地址：占用32位，表示接收端主机的IP地址。
保留字段：占用8位，保留未用。
传输层协议标识：占用8位，用于识别传输层的协议，TCP协议为6。
TCP首部长度：占用4位，表示TCP头部的长度。
TCP源端口号：占用16位，表示发送端口号。
TCP目的端口号：占用16位，表示接收端口号。
序号：占用32位，表示数据段的序号。
确认号：占用32位，表示期望接收的下一个数据段的序号。
首部长度：占用4位，表示TCP头部的长度。
标志位：占用6位，用于描述TCP报文的一些属性，如SYN、ACK等。
窗口大小：占用16位，表示接收方可接收数据的窗口大小。
校验和：占用16位，用于检验整个TCP包的完整性。
紧急指针：占用16位，用于标识紧急数据的位置。
从上面的伪首部格式可以看出，TCP伪首部主要包含了源IP地址、目的IP地址、传输层协议标识、TCP首部长度、TCP源端口号、TCP目的端口号、序号、确认号、首部长度、标志位、窗口大小、校验和和紧急指针等字段。
TCP伪首部的作用是为了在传输过程中对TCP包进行识别和校验。
其中，源IP地址和目的IP地址用于标识发送端和接收端的主机。
传输层协议标识为常数6，表示该数据段为TCP协议数据段。
TCP首部长度字段用于指示TCP头部的长度，以便接收方正确解析TCP包。
源端口号和目的端口号用于标识发送端和接收端的端口。
序号和确认号字段用于实现TCP的序列号和确认机制。
标志位字段用于描述TCP报文的一些属性，如SYN用于建立连接，ACK用于确认数据段，FIN用于关闭连接等。
tcp伪首部格式 -回复
tcp伪首部格式-回复TCP伪首部格式是指在TCP数据报文中，为了确保IP层和传输层的协议之间能够进行正确的匹配和传递数据，TCP引入了伪首部。
伪首部是TCP 数据报文中的一个固定长度为12字节的字段，它并不是TCP头部的一部分，而是位于TCP头部之前。
TCP伪首部包含以下字段：1. 源地址（Source Address）：指发送端的IP地址，用于标识数据报文的源地址。
2. 目的地址（Destination Address）：指接收端的IP地址，用于标识数据报文的目的地址。
3. 保留字段（Reserved）：预留字段，暂时没有使用，都为0。
4. 协议号（Protocol）：标识上层的协议类型，TCP的值为6。
5. TCP长度（TCP Length）：指TCP头部和数据部分的长度。
当TCP数据报文需要传输时，发送端会首先计算数据部分的长度，然后将上述字段填入伪首部，再连接上TCP头部和数据部分，最后计算TCP首部和数据部分的校验和。
接收端在接收到数据报文后，也会根据伪首部的字段来进行校验和的计算，并与发送端计算得到的校验和进行比对，以确保数据在传输过程中没有发生错误。
伪首部的存在是为了提高TCP的传输可靠性。
它可以防止数据报文在传输过程中被篡改或损坏，并可以帮助接收端进行数据的正确匹配和处理。
通过校验和的比对，接收端可以快速检测到传输中可能出现的错误，并及时给出相应的应对措施，从而确保数据传输的正确性。
需要注意的是，伪首部只在计算校验和的过程中起到作用，传输过程中并不会被传输出去。
伪首部的字段只是作为校验和的输入，而且由于其固定长度和预定义的位置关系，可以确保校验和的计算是唯一而准确的。
总之，TCP伪首部格式在TCP传输中发挥了重要的作用。
通过引入伪首部，TCP可以在传输过程中对数据报文的完整性和正确性进行校验，从而提高了数据传输的可靠性和正确性。
这是TCP成为一种可靠传输协议的关键之一。
tcp伪首部格式
tcp伪首部格式摘要：1.TCP 协议概述2.TCP 伪首部的概念和作用3.TCP 伪首部格式4.TCP 伪首部的应用5.结论正文：1.TCP 协议概述TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
TCP 协议负责在通信双方建立稳定的连接，保证数据包的可靠传输，以及数据的正确顺序。
在我国，TCP 协议被广泛应用于互联网、局域网等各类网络环境中。
2.TCP 伪首部的概念和作用TCP 伪首部（TCP Pseudo Header）是TCP 协议中的一个重要概念。
它实际上并不是真正的首部，而是一个数据结构，用于描述TCP 报文的传输过程。
TCP 伪首部主要包括以下字段：源地址、目标地址、序列号、确认号、窗口大小、检查和、紧急指针、选项等。
这些字段在TCP 报文的传输过程中起到关键作用，如流量控制、拥塞控制、错误检测等。
3.TCP 伪首部格式TCP 伪首部格式如下：- 源地址（Source Address）：表示发送方的IP 地址。
- 目标地址（Destination Address）：表示接收方的IP 地址。
- 序列号（Sequence Number）：表示数据包在发送端的序列，用于接收端排序。
- 确认号（Acknowledgment Number）：表示接收端期望接收到的下一个数据包的序列号。
- 窗口大小（Window Size）：表示接收端当前的接收缓冲区大小，用于流量控制。
- 检查和（Checksum）：用于检测数据包在传输过程中的错误。
- 紧急指针（Urgent Pointer）：用于标识紧急数据。
- 选项（Options）：可选字段，如最大报文段长度（Maximum Segment Size）、时间戳（Timestamps）等。
4.TCP 伪首部的应用TCP 伪首部在TCP 协议中具有重要作用，主要体现在以下几个方面：- 流量控制：通过窗口大小字段，接收端可以告知发送端自己的接收能力，从而避免数据溢出。
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TCP/IP通信程序之伪代码
UDP发送程序如下：
1.用WSAStartup函数初始化Socket环境；
2.用socket函数创建一个套接字；
3.用setsockopt函数设置套接字的属性，例如设置为广播类型；很多时候该步骤可以省略；
4.创建一个sockaddr_in，并指定其IP地址和端口号；
5.用sendto函数向指定地址发送数据，这里的目标地址就是广播地址；注意这里不需要绑定，即使绑定了，其地址也会被sendto中的参数覆盖；若使用send函数则会出错，因为send是面向连接的，而UDP 是非连接的，只能使用sendto发送数据；
6.用closesocket函数关闭套接字；
7.用WSACleanup函数关闭Socket环境。
UDP接收程序如下，注意接收方一定要bind套接字：
1.用WSAStartup函数初始化Socket环境；
2.用socket函数创建一个套接字；
3.用setsockopt函数设置套接字的属性，例如设置为广播类型；
4.创建一个sockaddr_in，并指定其IP地址和端口号；
5.用bind函数将套接字与接收的地址绑定起来，然后调用recvfrom
函数或者recv接收数据；注意这里一定要绑定，因为接收报文的套接字必须在网络上有一个绑定的名称才能保证正确接收数据；
6.用closesocket函数关闭套接字；
7.用WSACleanup函数关闭Socket环境。
TCP服务器程序：
1.用socket函数创建一个套接字sock；
2.用bind将sock绑定到本地地址；
3.用listen侦听sock套接字；
4.用accept函数接收客户方的连接，返回客户方套接字clientSocket；
5.在客户方套接字clientSocket上使用send发送数据；
6.用closesocket函数关闭套接字sock和clientSocket；
客服端程序如下：
1.用socket函数创建一个套接字sock；
2.创建一个指向服务方的远程地址；
3.用connect将sock连接到服务方，使用远程地址；
4.在套接字上使用recv接收数据；
5.用closesocket函数关闭套接字sock；。