TCP之逾時和重傳

RTT：往返時間；  RTO：Retransmission Timeout即逾時重傳時間；

關鍵點在于：逾時和重傳間隔的政策，即怎樣确定逾時間隔和重傳間隔；

　　TCP中的四個定時器：2MSL定時器；重傳定時器；堅持定時器；保活定時器；

首先是如何得到RTO值；（假設已經能測量到RTT值情況下）

　　RTO值是依賴RTT值來确定的；而鑒于網絡環境的不穩定性，RTT總是變化的，

　　RTT = 0.1*M  + 0.9*R;  M：目前測試的RTT值，R：曆史RTT的值；

　　RTO=@RTT；　　　　    @：一般取2；

詳解過程參見RFC793，但是該方法是有缺陷的；

新的方法：

　　Err = M - A；  M：目前RTT值， A：曆史RTT值；

　　平均值：A = A+gErr；　　A：曆史RTT值， g：常量， 

　　方差：D = D + h（|Err| - D）； D：曆史D的值，h：常量

　(重點)：RTO = A + 4D；

RTO的初始化： A=0； D=3；（即沒有測的RTT情況下）

當資料正常傳輸的情況下，我們就會用上面的公式來更新各個資料，并重開定時器，來保證下一個資料被順利傳輸。要注意的是：重傳的情況下，RTO不用上面的公式計算，而采用一種叫做“指數退避”的方式。例如：當RTO為1S的情況下，發生了資料重傳，我們就用RTO=2S的定時器來重新傳輸資料，下一次用4S。一直增加到64S為止。

(也就是說：1、計時器計算是否逾時是用的是幾乎時時更新的RTO（估計器）時間，而重傳時間間隔采用的是“指數退避（exponential backoff）“時間,

　　　　　 2、并且在重傳的情況下，不更新估計器的各種參數，

上述兩點就是所謂的 Karn算法

);

估計器的更新：

一個連接配接中，有且僅有一個測量定時器被使用。也就是說，如果TCP連續發出3組資料，隻有一組資料會被測量。

ACK資料報不會被測量，原因很簡單，沒有ACK的ACK回應可以供結束定時器測量

示例：　

　1、傳SYN：

　　　　傳輸初始SYN所使用的RTO：RTO = A + 2D = 6s; （這個公式以後不再用了）

　　2、上述SYN丢失了；然後逾時了；因為6s内沒有收到ACK;

　　　　計算目前的RTO： RTO=A + 4D = 0 + 4×3 = 12s

　　由于這是第一次逾時，我們使用的倍數是2^0；RTO = 2^0*12 = 12s

擁塞避免算法與慢啟動算法的結合：

　　原因：資料在傳輸的時候不能隻使用一個視窗協定，我們還需要有一個擁塞視窗來控制資料的流量，使得資料不會一下子都跑到網路中引起“擁塞”。曾經提到過，擁塞視窗最初使用指數增長的速度來增加自身的視窗，直到發生逾時重傳，再進行一次微調。但是沒有提到，如何進行微調，擁塞避免算法和慢啟動門限就是為此而生。

　　擁塞避免算法和慢啟動算法需要對每個連接配接維持兩個變量：

　　　　一個擁塞視窗cwnd,  和 一個慢啟動門限ssthresh；它們的工作過程如下：

　　1、對一個給定的連接配接，初始化cwnd為1個封包段，ssthresh為2^16=65535個位元組；

　　2、此時TCP輸出的封包段不能超過cwnd和接收方通告視窗的大小，擁塞避免是c方使用的流量控制，通告視窗則是s方進行的流量控制，

　　　　擁塞避免是c方感受到網絡擁塞的估計；通告視窗與s方在該連接配接上的緩存大小有關；

　　3、當擁塞發生時（逾時或者收到重複的ACK；都表明丢包了）， ssthresh被設定為目前視窗大小的一半（目前視窗即cwnd和通告視窗兩者中的小值，但最少為2個封包段），

　　　　如果是逾時引起的擁塞，則cwnd被設定為1個封包段（這就是慢啟動）

　　4、當新的資料被對方确認時，就增加cwnd，但增加的方法依賴于我們是否正在進行慢啟 動或擁塞避免。如果cwnd小于或等于ssthresh，則正在進行慢啟動，否則正在進行擁塞避免。 慢啟動一直持續到　　　　我們回到當擁塞發生時所處位置的半時候才停止（因為我們記錄了在步驟2 中給我們制造麻煩的視窗大小的一半），然後轉為執行擁塞避免。

這是資料丢包的情況下給出的一種修補機制。一般來說，重傳發生在逾時之後，但是如果發送端接受到3個以上的重複ACK的情況下，就應該意識到，資料丢了，需要重新傳遞。這個機制是不需要等到重傳定時器溢出的，是以叫做快速重傳，而重新傳遞以後，因為走的不是慢啟動而是擁塞避免算法，是以這又叫做快速恢複算法。流程如下：

當收到第3個重複的ACK時，将ssthresh設定為目前擁塞視窗cwnd的一半。重傳丢失的 封包段。設定cwnd為ssthresh加上3倍的封包段大小。

每次收到另一個重複的ACK時， cwnd增加1個封包段大小并發送1個分組（如果新的 cwnd允許發送）。

當下一個确認新資料的ACK到達時，設定cwnd為ssthresh（在第1步中設定的值）。這個 ACK應該是在進行重傳後的一個往返時間内對步驟1中重傳的确認。另外，這個ACK也應該 是對丢失的分組和收到的第1個重複的ACK之間的所有中間封包段的确認。這一步采用的是擁 塞避免，因為當分組丢失時我們将目前的速率減半

答案是：不會，TCP會堅持用自己的定時器，但是TCP會保留下ICMP的錯誤并且通知使用者。

TCP為了提高自己的效率，允許再重新傳輸的時候，隻要傳輸包含重傳資料封包的封包就可以，而不用隻重傳需要傳輸的封包。