[转] TCP数据包重组实现分析

PS: 这个实现对于某些特定情况未必是最佳实现，可以用数组来代替队列来实现

参照TCP/IP详解第二卷24~29章，详细论述了TCP协议的实现，大概总结一下TCP如何向应用层保证数据包的正确性、可靠性，即TCP如何实现对数据报文的重组。

首先要设计两个报文队列，一个存放正常来到的报文，一个存放失序到来的报文。

比如正常报文队列最后一个报文数据如下：

报文数据段第一字节的序号                      数据报长度

seq1=100

len1=100

下一个来到的报文可能有多种情况，现依次分析如下：

1）正常报文

seq2=200

len2=200

seq2 = seq1+len1

由此报文的seq可知，这个报文携带数据序号200~399，正是上一个报文的预期后续报文，将此报文追加到正常报文队列。

2）完全重复报文

seq2=100

len2=100

seq2 ==seq1 而且len2==len1

这个报文携带数据序号100~199，与上一个报文携带的数据序号100~199完全一样，即完全重复，所以应该丢弃这个报文。

3）重复子报文

seq2=100

len2=50

seq2 ==seq1 而且len2<len1

这个报文携带数据序号100~149，说明这是上一个报文的一部分，所以应该丢弃这个报文。

注：第二、三这两种情况可以合并，即seq2 ==seq1 而且len2<=len1，这里分别列出只是为了说明各种不同情况。

4）部分重复报文情况一

seq2=150

len2=30

seq2>seq1而且seq2<seq1+len1而且seq2+len2<=seq1+len1

即这个报文携带序号150~179，这个序号段被包含在上一个报文段中（100~199），

所以应该丢弃这个报文。

5）部分重复报文情况二

seq2=150

len2=100

seq2>seq1而且seq2<seq1+len1而且seq2+len2>seq1+len1

即这个报文携带序号150~249，这个序号段前一部分150~199被包含在上一个报文段（100~199）中，后一部分200~249是新的数据，此时应该对这个报文作如下处理：

A.       计算重复字节数

(seq1+len1) - Seq2= 100+100-150 = 50

即这个报文段前50个字节是重复的。

B.       截取报文段新数据

丢弃这个报文段的前50字节，截取后面的新数据，即只保留字节序号段200~249。

C.       重新设置这个报文段的seq

seq2 = seq2+50 = 150+50 = 200

D.       重新设置这个报文段的数据长度

len2 = len2-50 =100-50=50

E.        重新设置后报文段如下

seq2=200

len2=50

即现在这个报文段携带数据序号200~249，正好是上一个报文的后续报文，现在可以将其作为正常报文追加到正常报文队列。

6）提前到达的报文

seq2=300

len2=100

seq2>seq1+len1

这个报文段携带序号300~399的数据，即不是上一个报文100~199的后续报文，而是提前到来的报文，此时应该将这个报文放置到失序报文队列存储起来，以备后续重组使用。

这样直到tcp断开这个socket的链接（FIN=1），此时将正常报文队列和失序报文队列中的数据合并起来，完成重组。取出正常报文队列最后一个报文 的seq和len，在失序报文队列中查找属于它的后续报文，该报文是否可以作为正常报文队列的后续报文处理过程同前面1）~5）的分析。