25.TCP协议-超时与重传

TCP 超时与重传应该是 TCP 最复杂的部分之一了；

Windows 和 Linux 对这部分的实现有所不同，但是算法基本上还是差不多的；

超时重传是 TCP 保证可靠传输的基础；

当 TCP 在发送数据时，数据和 ack 都有可能会丢失；

因此，TCP 通过在发送时设置一个定时器来解决这种问题。如果定时器溢出还没有收到确认，它就重传数据；

无论是 Windows 还是 Linux，关键之处就在于超时和重传的策略，需要考虑两方面：

• 超时时间设置
• 重传的频率（次数）

目前来说，在 Linux 较高的内核版本中，比如 3.15 中，已经有了至少 9 个定时器：超时重传定时器，持续定时器，ER延迟定时器，PTO定时器，ACK延迟定时器，SYNACK定时器，保活定时器，FIN_WAIT2定时器，TIME_WAIT定时器。

这实在是太多了，对初学者来说，我们重点掌握以下 4 个：

• 超时重传定时器（retransmit）
• 持续定时器（persist）
• 保活定时器（keepalive，这和 HTTP 协议中的 keepalive 不是同一个概念）
• TIME_WAIT 定时器

一个超时重传的例子

图1 超时重传 

本实验所使用的程序路径为 unp/program/echo/processzombie/echo.cc，你可以直接使用 make 命令进行编译。

• 服务器端启动方式

$ ./echo -s -h flower // 或者你可以这样写 ./echo -s -h 192.168.166.47，flower 是我其中一台 linux 主机的名字

• 客户端启动方式

$ ./echo -h flower // 或者你可以写 ./echo -h 192.168.166.47

当客户端连接成功后，发送一行数据'helloworld'，对方回射回来，一切正常，接下来，将服务器主机 flower 断网，然后客户端再次发送数据 'hehe'。

大约等等了 16 分钟左右(图2)，客户端返回一个错误：No route to host.

 
图2 客户端等待约 16 分钟后返回错误 
图3 第 9 次重传后，主机亲自发送 ARP 协议询问对方 MAC 地址 

因为在同一个网段，主机 sun 发送了17×3=51 次 ARP 请求，每发 3 次 ARP 就等 50 s 左右。