CS144是斯坦福的一门计算机网络课程。全称：CS 144: Introduction to Computer Networking。课程的重点在于lab，一步步实现一个TCP协议。
在这里记录下在这门课学到的知识，以及做实验的心得和坑点。
课程课件：https://github.com/khanhnamle1994/computer-networking/tree/master/Unit1-Internet-and-IP
计算机网络自顶向下b站网课: https://www.bilibili.com/video/BV1JV411t7ow?from=search&seid=4008601965164722839&spm_id_from=333.337.0.0
在正式敲代码之前务必仔细阅读实验指导中对C++的要求和说明以及帮助文档Socket, TCPSocket, Address。
本实验的目的就是完成webget.cc中的get_URL函数，实现对网页数据的获取。（sponge/apps/webget.cc）
可以读下doctests/socket_example_2.cc中是如何创建TCPSocket以及建立连接，发送并读取数据。也可查看cs144的Socket帮助文档。
- 创建一个
TCPSocket并与服务器建立连接。 - 向服务器发送请求，格式参照前面
fetch a web page部分，注意在HTTP中每行的结尾应该为\r\n。 - 发送完请求后，客户端应该关闭
TCPSocket的写功能，对应前面的Connection: close，告诉服务器请求已经发送完毕，服务器只要回复完数据后就可以立刻断开连接。 - 循环读取从服务器发送过来的信息，直到遇到
EOF (end of file)。 - 最后记得需要关闭前面创建的
TCPSocket。
最后代码实现如下：
void get_URL(const string &host, const string &path) {
// Your code here.
// You will need to connect to the "http" service on
// the computer whose name is in the "host" string,
// then request the URL path given in the "path" string.
// Then you'll need to print out everything the server sends back,
// (not just one call to read() -- everything) until you reach
// the "eof" (end of file).
cerr << "Function called: get_URL(" << host << ", " << path << ").\n";
cerr << "Warning: get_URL() has not been implemented yet.\n";
// connect to the "http" service
TCPSocket sock1;
sock1.connect(Address(host, "http"));
sock1.write("GET " + path + " HTTP/1.1\r\nHost: " + host + "\r\n\r\n");
//// Tell the server that it's not going to send any more requests
sock1.shutdown(SHUT_WR);
while(!sock1.eof()) {
cout << sock1.read();
}
sock1.close();
return;
}- 连接用Socket.connect()
- 注意请求的结尾要加两个
\r\n
实现函数之后，在build目录下执行make，运行./apps/webget cs144.keithw.org /hello。就可以初步检查自己的代码正确性了。
接着可以在sponge/build下运行make check_webget来验证代码正确性。（CS144的代码评测对蹭课同学还是很友好的，不需要enrollment）。
4/4 Test #4: lab0_webget ...................... Passed 0.14 sec 100% tests passed, 0 tests failed out of 4
出现这个结果就是代码在这个case下正确了。 斯坦福会用不同的主机名和路径来运行我们的webget程序。我们没有斯坦福账号，无法交作业。做到这个程度，其实已经可以了。
简单来说就是实现一个字节流缓冲区，从一端写，另一段读。需要有pop和peek操作。
函数还定义了一些特殊变量：缓存区的容量、输入端是否写入完毕、以及写入和读取的字节数。
缓冲区应能容量控制，流中的数据达到容量上限时，便无法再写入新的数据。
可以用C++std::queue实现。（会很麻烦，因为要peek 前n个字节）
改用std::deque实现。
代码实现如下：
hh文件：
private:
size_t _capacity = 0;
std::deque<char> _buf{}; // 这里要写大括号
bool _end_input = false;
size_t _bytes_written = 0;
size_t _bytes_read = 0;
bool _error{}; //!< Flag indicating that the stream suffered an error.cc文件：
ByteStream::ByteStream(const size_t capacity) : _capacity(capacity) {}
size_t ByteStream::write(const string &data) {
if(remaining_capacity() == 0) return 0;
size_t len_to_write = min(data.size(), remaining_capacity());
for(size_t i = 0; i < len_to_write; i++) {
_buf.push_back(data[i]);
_bytes_written++;
}
return len_to_write;
}
//! \param[in] len bytes will be copied from the output side of the buffer
string ByteStream::peek_output(const size_t len) const {
size_t len_to_peek = min(_buf.size(), len);
// 对C++不熟悉，借鉴了大佬的代码
return string().assign(_buf.begin(), _buf.begin() + len_to_peek);
}
//! \param[in] len bytes will be removed from the output side of the buffer
void ByteStream::pop_output(const size_t len) {
size_t len_to_pop = min(_buf.size(), len);
for(size_t i= 0; i < len_to_pop; i++) {
_buf.pop_front();
_bytes_read++;
}
}
//! Read (i.e., copy and then pop) the next "len" bytes of the stream
//! \param[in] len bytes will be popped and returned
//! \returns a string
std::string ByteStream::read(const size_t len) {
// 我的写法
// string res;
// size_t len_to_pop = min(_buf.size(), len);
// for(size_t i= 0; i < len_to_pop; i++) {
// res += _buf.pop_front();
// _bytes_read++;
// }
// return res;
// 大佬的写法
string res = peek_output(len);
read(len);
return res;
}
void ByteStream::end_input() { _end_input = true; }
bool ByteStream::input_ended() const { return _end_input; }
size_t ByteStream::buffer_size() const { return _buf.size(); }
bool ByteStream::buffer_empty() const { return !_buf.size(); }
bool ByteStream::eof() const { return buffer_empty() && input_ended(); }
size_t ByteStream::bytes_written() const { return _bytes_written; }
size_t ByteStream::bytes_read() const { return _bytes_read; }
size_t ByteStream::remaining_capacity() const { return _capacity - buffer_size(); }
一些看了大佬代码后解决的bug：
std::deque<char> _buf{}; // 这里要写大括号ByteStream::ByteStream(const size_t capacity) : _capacity(capacity) {}大佬的初始化方式string().assign(_buf.begin(), _buf.begin() + len_to_peek);peek deque前len个元素
在build文件夹下执行make，最后用make check_lab0验证代码正确性。
最后的结果：
100% tests passed, 0 tests failed out of 9 Total Test time (real) = 1.58 sec