tcp协议栈实现，tcp定时器与滑动窗口实现

要实现用户态协议栈，必须要搞懂TCP，TCP 11个状态、滑动窗口、拥塞控制、定时器等等。

要使用用户态协议栈，内核提供的epoll就不起作用了，我们需要自己实现用户态的epoll。epoll内部涉及到一个回调的时机，回调的作用是将红黑树中的节点添加进就绪队列，具体在epoll原理里面会具体讲解。搞清楚TCP的11个状态，我们就明白应该在什么时机进行回调了。

TCP状态转换图

在前面的[posix与网络协议栈](Build software better, together api和网络协议栈.md)中，已经介绍了tcp的状态转换。可以结合tcp状态转换图一起看。

TCP状态保存在哪里？保存在TCB中，即TCP PCB，协议控制块。里面包含了socket信息，以及sendbuffer，recvbuffer。TCB保存了从listen到time_wait的所有状态。

用户态TCP协议栈实现

前面实现了UDP协议栈，TCP协议栈实现也是类似的，但是比UDP要复杂很多。

TCP头定义

seq num初始值是多少，到达最大值(2^32 - 1)后怎么样, 会越界吗？

seq num初始值是一个随机值，之后累加。到达最大值后又从0开始计算，不会越界。

seq num指的是包的数量，还是字节数量？

计算的时候，使用的都是字节数。

TCP的包是什么意思？TCP头为什么没有包长？

TCP前后两个包都有序号，就可以计算出包的长度。

ack num = seq num + 包长。

header length是4bit，最大值是15，单位是4个字节，所以TCP头最大时15*4 = 60字节。没有option的话，TCP头是20字节，header length值就是5。

window size，能够接收数据的最大容量。

urgent pointer, 如果URG位置1，就是告诉对端从这个位置开始的数据，要马上处理。

struct tcphdr {

	unsigned short sport;
	unsigned short dport;

	unsigned int seqnum;
	unsigned int acknum;

	unsigned char hdrlen_resv;

	unsigned char flag; 

	unsigned short window;

	unsigned short checksum;
	unsigned short urgent_pointer;

	unsigned int options[0];
				  

};