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TCP提供可靠的運(yùn)輸層。它使用的方法之一就是確認(rèn)從另一端收到的數(shù)據(jù)。但數(shù)據(jù)和確認(rèn)都有可能會(huì)丟失。TCP通過在發(fā)送時(shí)設(shè)置一個(gè)定時(shí)器來解決這種問題。如果當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí)還沒有收到確認(rèn)，它就重傳該數(shù)據(jù)。對(duì)任何實(shí)現(xiàn)而言，關(guān)鍵之處就在于超時(shí)和重傳的策略，即怎樣決定超時(shí)間隔和如何確定重傳的頻率。
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超時(shí)
超時(shí)時(shí)間的計(jì)算是超時(shí)的核心部分，TCP要求這個(gè)算法能大致估計(jì)出當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀況，雖然這確實(shí)很困難。要求精確的原因有兩個(gè)：(1)定時(shí)長(zhǎng)久會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)利用率不高。(2)定時(shí)太短會(huì)造成多次重傳，使得網(wǎng)絡(luò)阻塞。所以，書中給出了一套經(jīng)驗(yàn)公式，和其他的保證計(jì)時(shí)器準(zhǔn)確的措施。
遞推公式概說
最早的TCP曾經(jīng)用了一個(gè)非常簡(jiǎn)單的公式來估計(jì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的狀況，如下R
RTO的初始化
RTO的初始化是由公式?jīng)Q定的，例如最初的公式，初始的值應(yīng)該是1。而修正公式，初始RTO應(yīng)該是A+4D。
RTO的更新
當(dāng)數(shù)據(jù)正常傳輸?shù)那闆r下，我們就會(huì)用上面的公式來更新各個(gè)數(shù)據(jù)，并重開定時(shí)器，來保證下一個(gè)數(shù)據(jù)被順利傳輸。要注意的是：重傳的情況下，RTO不用上面的公式計(jì)算，而采用一種叫做“指數(shù)退避”的方式。例如：當(dāng)RTO為1S的情況下，發(fā)生了數(shù)據(jù)重傳，我們就用RTO=2S的定時(shí)器來重新傳輸數(shù)據(jù)，下一次用4S。一直增加到64S為止。
估計(jì)器的初始化
在這里，SYN用的估計(jì)器初始化似乎和傳輸用的估計(jì)器不一樣（我也沒有把握）造我的理解，在修正公式中，SYN的情況下，A初始化為0,D初始化為3S。而在得到傳輸?shù)谝粋€(gè)數(shù)據(jù)的ACK的時(shí)候，應(yīng)該按照下面的公式進(jìn)行初始化：A=M+0.5D=A/2
估計(jì)器的更新6++*9/8
和上面的討論差不多，就是在正常情況下，用上面的公式計(jì)算，在重傳的情況下，不更新估計(jì)器的各種參數(shù)。原因還是因?yàn)楣烙?jì)不準(zhǔn)確。
Karn算法
這不算是一個(gè)算法，這應(yīng)該是一個(gè)策略，說的就是更新RTO和估計(jì)器的值的時(shí)機(jī)選擇問題，1.3.和1.5.所說得更新時(shí)機(jī)就是Karn算法。
計(jì)時(shí)器的使用
兩句話:\1. 一個(gè)連接中，有且僅有一個(gè)測(cè)量定時(shí)器被使用。也就是說，如果TCP連續(xù)發(fā)出3組數(shù)據(jù)，只有一組數(shù)據(jù)會(huì)被測(cè)量。\2. ACK數(shù)據(jù)報(bào)不會(huì)被測(cè)量，原因很簡(jiǎn)單，沒有ACK的ACK回應(yīng)可以供結(jié)束定時(shí)器測(cè)量。
重傳
有了超時(shí)就要有重傳，但是就算是重傳也是有策略的，而不是將數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單的發(fā)送。
重傳時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)的大小
前面曾經(jīng)提到過，數(shù)據(jù)在傳輸?shù)臅r(shí)候不能只使用一個(gè)窗口協(xié)議，我們還需要有一個(gè)擁塞窗口來控制數(shù)據(jù)的流量，使得數(shù)據(jù)不會(huì)一下子都跑到網(wǎng)路中引起“擁塞”。也曾經(jīng)提到過，擁塞窗口最初使用指數(shù)增長(zhǎng)的速度來增加自身的窗口，直到發(fā)生超時(shí)重傳，再進(jìn)行一次微調(diào)。但是沒有提到，如何進(jìn)行微調(diào)，擁塞避免算法和慢啟動(dòng)門限就是為此而生。所謂的慢啟動(dòng)門限就是說，當(dāng)擁塞窗口超過這個(gè)門限的時(shí)候，就使用擁塞避免算法，而在門限以內(nèi)就采用慢啟動(dòng)算法。所以這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)才叫做門限，通常，擁塞窗口記做cwnd，慢啟動(dòng)門限記做ssthresh。下面我們來看看擁塞避免和慢啟動(dòng)是怎么一起工作的。算法概要(直接從書中拷貝)1.對(duì)一個(gè)給定的連接，初始化cwnd為1個(gè)報(bào)文段，ssthresh為65535個(gè)字節(jié)。2.TCP輸出例程的輸出不能超過cwnd和接收方通告窗口的大小。擁塞避免是發(fā)送方使用 的流量控制，而通告窗口則是接收方進(jìn)行的流量控制。前者是發(fā)送方感受到的網(wǎng)絡(luò)擁塞的估 計(jì)，而后者則與接收方在該連接上的可用緩存大小有關(guān)。3.當(dāng)擁塞發(fā)生時(shí)（超時(shí)或收到重復(fù)確認(rèn)），ssthresh被設(shè)置為當(dāng)前窗口大小的一半（cwnd 和接收方通告窗口大小的最小值，但最少為2個(gè)報(bào)文段）。此外，如果是超時(shí)引起了擁塞，則 cwnd被設(shè)置為1個(gè)報(bào)文段（這就是慢啟動(dòng)）。4.當(dāng)新的數(shù)據(jù)被對(duì)方確認(rèn)時(shí)，就增加cwnd，但增加的方法依賴于我們是否正在進(jìn)行慢啟 動(dòng)或擁塞避免。如果cwnd小于或等于ssthresh，則正在進(jìn)行慢啟動(dòng)，否則正在進(jìn)行擁塞避免。 慢啟動(dòng)一直持續(xù)到我們回到當(dāng)擁塞發(fā)生時(shí)所處位置的半時(shí)候才停止（因?yàn)槲覀冇涗浟嗽诓襟E2 中給我們制造麻煩的窗口大小的一半），然后轉(zhuǎn)為執(zhí)行擁塞避免。
快速重傳和快速恢復(fù)算法
這是數(shù)據(jù)丟包的情況下給出的一種修補(bǔ)機(jī)制。一般來說，重傳發(fā)生在超時(shí)之后，但是如果發(fā)送端接受到3個(gè)以上的重復(fù)ACK的情況下，就應(yīng)該意識(shí)到，數(shù)據(jù)丟了，需要重新傳遞。這個(gè)機(jī)制是不需要等到重傳定時(shí)器溢出的，所以叫做快速重傳，而重新傳遞以后，因?yàn)樽叩牟皇锹龁?dòng)而是擁塞避免算法，所以這又叫做快速恢復(fù)算法。流程如下：\1. 當(dāng)收到第3個(gè)重復(fù)的ACK時(shí)，將ssthresh設(shè)置為當(dāng)前擁塞窗口cwnd的一半。重傳丟失的 報(bào)文段。設(shè)置cwnd為ssthresh加上3倍的報(bào)文段大小。\2. 每次收到另一個(gè)重復(fù)的ACK時(shí)， cwnd增加1個(gè)報(bào)文段大小并發(fā)送1個(gè)分組（如果新的 cwnd允許發(fā)送）。\3. 當(dāng)下一個(gè)確認(rèn)新數(shù)據(jù)的ACK到達(dá)時(shí)，設(shè)置cwnd為ssthresh（在第1步中設(shè)置的值）。這個(gè) ACK應(yīng)該是在進(jìn)行重傳后的一個(gè)往返時(shí)間內(nèi)對(duì)步驟1中重傳的確認(rèn)。另外，這個(gè)ACK也應(yīng)該 是對(duì)丟失的分組和收到的第1個(gè)重復(fù)的ACK之間的所有中間報(bào)文段的確認(rèn)。這一步采用的是擁 塞避免，因?yàn)楫?dāng)分組丟失時(shí)我們將當(dāng)前的速率減半。
ICMP會(huì)引起重新傳遞么？
答案是：不會(huì)，TCP會(huì)堅(jiān)持用自己的定時(shí)器，但是TCP會(huì)保留下ICMP的錯(cuò)誤并且通知用戶。
重新分組
TCP為了提高自己的效率，允許再重新傳輸?shù)臅r(shí)候，只要傳輸包含重傳數(shù)據(jù)報(bào)文的報(bào)文就可以，而不用只重傳需要傳輸?shù)膱?bào)文。
當(dāng)前標(biāo)題：TCP的超時(shí)與重傳機(jī)制
文章分享：http://fisionsoft.com.cn/article/cdiddii.html
