《TCP/IP详解-协议》（21）TCP的超时与重传

超时与重传

对于每个连接，TCP管理4个定时器：

• 重传定时器
• 坚持（persist）定时器
• 保活（keepalive）定时器
• 2MSL定时器

指数退避：同一分组的重传时间间隔成指数增长（1.5、3、6、12、24、48、64、...秒）

RTO（Retransmission TimeOut 重传超时时间）：进行下一次重传的等待时间

RTO的值根据RTT历史值和最新测量值来动态更新（公式省略）

重传多义性问题：如果某分组重传多次，返回的ACK是对哪次的确认？这种情况下无法确定起始时间，也就无法计算RTT，按照Karn算法不更新RTO值，除非没被重传的分组收到确认；

RTT是如何计算的？

TCP设定固定时长（500ms）的定时器，并不断累计定时次数（因此RTT的值是500ms的倍数）

上图中的报文段4、7、9不能被计时，因为定时器已经被使用

拥塞避免

拥塞处理

按照上图，发生拥塞后分组45丢失，但是后续分组仍继续发送；因失序，46～59被保存至接收方的缓存中，接收到重传分组63后，将所有内存数据一起重组后提交给应用程序；

当分组45丢失后，回复重复确认（ack 6657），直到接收到丢失分组后才更新（ack 8961）；

拥塞避免算法

拥塞避免算法是一种处理丢失分组的方法

如何知道丢失分组？发生超时或接收到重复确认

现在除了拥塞窗口，还需要增加一个慢启动门限（ssthresh）的指标；刚开始传输时进入慢启动状态，如果超时，cwnd=1且ssthresh=当前窗口/2（>=2），重新开始慢启动（cwnd呈指数增加），但当cwnd>ssthresh时，进入拥塞避免（cwnd+=1/cwnd）；

快速重传

当收到3个或以上重复ACK时，立即重传丢失报文，不用等待超时定时器的溢出；这时会进入拥塞避免状态；

ICMP差错

TCP最常收到的ICMP差错及处理：

• 源站抑制：cwnd被置1发起慢启动（ssthresh不变）
• 主机不可达/网络不可达：忽略

重新分组

TCP超时并重传，不一定重传同样的报文；TCP允许重新分组而发送一个较大的报文，提高性能；

上图中“hello there\0”（12字节）发送后收到确认，但发送“line number 2\0”（14字节）时掉线，引起不断重发，但当键入第三行“and 3\0”（6字节）后，被重新分组（20字节）一起发送；