网络综合课程设计---Windows平台下TCPIP协议的设计与实现

1、 目 录 1. 引言 1 2. TCP/IP 协议概述 1 3.TCP/IP 协议的系统设计 . 2 4.TCP/IP 协议的系统实现 . 3 5. 结论 . 11 6. 详细设计代码 . 12 1 Windows 平台下 TCP/IP 协议的设计与实现 1. 引言 本文背景基于一个TCP/IP协议改进项目， 项目要求通过改进TCP/IP协议拥塞控制 算法 来提高无线网络环境下的数据吞吐量。目前的TCP协议在无线网络环境下无法 区分出拥塞 丢包与误码丢包，根据这两种不同的丢包原因需要对TCP的窗口进行不 同的调整，因此需 要对现有的TCP/IP协议进行改进。针对这个需求提供的一个解 决方案就是

2、自己开发出一套 TCP/IP协议以替代系统TCP/IP协议， 但是并不需要实现 整个TCP/IP协议族，重点实现TCP 与IP协议即可。 2. TCP/IP协议概述 TCP/IP协议是Internet的技术基础。Internet是一个广域网，是目前联通世界上 绝大多 数国家和地区的全球性信息系统。 在Internet上， 可以实现低成本、 高速率、 交互式的信息 查询、信息发布、通讯联络以及协同作业等等现代化的工作、学习 和生活。 TCP/IP协议族通常分为四个层次，应用层、传输层、网络层和链路层。如图1所示: 应用层(FTP, SMTP等） 传输层(TCP，UDP等） 网络层(IP, ICM

3、P等） 链路层(网卡驱动等） 图1 TCP/IP协议族四层结构 应用层向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件(SMTP)、文件传输访问 (FTP)、 远程登录(Telnet)等。 传输层提供进程间端到端的通信。在TCP/IP协议族中，主要有两种不同的传输 协议： 传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。 TCP提供面向連接的、 可靠的(没 有数据重复 或丢失)，全双的数据流传输服务。而UDP则提供的是不可靠的面向 无连接的数据传输服 务，其可靠性应由上层应用程序来支持。 网络层，主要负责数据包的分组及路由选择。在TCP/IP协议族中，网络层协议包括 2 网际协议IP、 互连网控制

4、报文协议ICMP、 地址转换协议ARP和反向地址转换协议RARR。 链路层处于四层结构的最低层，负责接收IP数据报并通过网络发送之，或从网 络上接 收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。通常包括网络设备驱动程序及网络 接口卡等。 3.TCP/IP协议的系统设计 以Windows网络体系结构为基础，参照Windows DDK中关于网络协议驱动与传输驱 动 接口 (TDI)的相关资料，以及考虑到与原有系统TCP/IP兼容，提出的设计方案如图2 所示。 图2 TCP/IP协议设计框图 应用程序也就是根据协议开发的特定应用。这里是针对开发的TCP/IP协议编写 的一个 FTP小应用程序，用来测试开发的协议。应用程序通过Wm32 API 3接口将其 操作转化成相 应的请求提交给TDI客户。 传输驱动程序接口（TDI)客户是核心态的驱动程序。它的主要功能是完成上层 应用 程序的请求，或者根据该请求产生相应的TDI操作，并将该操作传递给下层的 TDI传输器。 TDI客户通过Win32 API接口与上层应用程序交互；通过TDI接口与下层 TDI传输器进行交互。 TDI传输提供者（TDI