在TCP/IP协议栈中,PCB(Protocol Control Block,协议控制块)是用于存储网络连接相关状态信息的数据结构。TCP的PCB用于管理每一个TCP连接的状态和控制信息。它包含了TCP协议所需的所有上下文信息,比如IP地址、端口号、发送与接收缓冲区、连接状态等。
PCB控制块的主要作用:
- 管理TCP连接状态:保存TCP连接的当前状态(例如,监听、建立连接、关闭等)。
- 记录网络信息:包含本地和远端的IP地址、端口号。
- 控制数据传输:记录发送和接收数据的缓冲区,以及窗口大小、确认号等,用于控制TCP的数据流。
- 超时与重传控制:管理TCP连接的超时、重传和计时器。
- 资源管理:例如内存、缓冲区的分配与释放。
PCB控制块中的常见字段:
- local_ip:本地IP地址。
- remote_ip:远端IP地址。
- local_port:本地端口号。
- remote_port:远端端口号。
- state:TCP连接的状态(如
LISTEN
、SYN_SENT
、ESTABLISHED
等)。 - recv_buf:接收数据的缓冲区。
- send_buf:发送数据的缓冲区。
- snd_wnd:发送窗口,用于控制发送的数据量。
- rcv_wnd:接收窗口,用于控制接收的数据量。
如何创建一个TCP PCB控制块?
以LwIP(轻量级TCP/IP协议栈)为例,可以通过以下步骤创建一个TCP的PCB控制块:
struct tcp_pcb *pcb;
pcb = tcp_new(); // 创建新的TCP PCB控制块
创建后的使用流程:
-
绑定本地IP和端口:
tcp_bind(pcb, &local_ip, local_port);
-
监听连接(服务器端):
pcb = tcp_listen(pcb);
-
连接远程服务器(客户端):
tcp_connect(pcb, &remote_ip, remote_port, my_connected_callback);
-
释放PCB: 当TCP连接关闭时,使用
tcp_close(pcb)
或tcp_abort(pcb)
释放资源。
PCB控制块是TCP协议实现中最核心的结构之一,贯穿了整个连接的生命周期。