《TCP/IP详解 卷一》第14章 TCP超时与重传

14.1 引言

TCP重传机制：

        重传超时：RTO值就是超时时间。

        快速重传。

        选择性重传（SACK）

        重复的选择性重传（DSACK）

14.2 简单的超时与重传举例

每次重传的间隔时间加倍：二进制指数退避。

net.ipv4.tcp_syn_retries

        发送SYN包的最大重传次数。（即第一次握手报文）

net.ipv4.tcp_synack_retries

        发送SYN+ACK包最大重传次数。（即第二次握手报文）

14.3 设置重传超时

重传超时（Retransmission Timeout，RTO）

RTO值：用于确定何时重传未收到ACK的数据包。

        可根据网络延迟情况动态调整。

TCP通常使用往返时间（RTT）来估算RTO

        1. 通过TCP时间戳选项计算得到RTT。

        2. 根据RTT计算得到RTO，有多种算法。不细究。

14.4 基于计时器的重传

该定时器的值就是RTO值。

发送方在发送数据时，开启定时器，并记录数据序列号。

发送方在收到对应数据ACK时，取消定时器。

每次重传时，指数增大RTO。

14.5 快速重传

不基于定时器超时重传，而基于接收端反馈信息来重传。

        优点：快速重传，修复丢包。

内核会同时实现TCP超时重传和快速重传。

快速重传工作原理：

        接收方收到失序数据时，会发送重复ACK，表明空缺数据范围。

        发送方连续收到多个重复ACK时，就快速重传重复ACK中指示的报文。

结合SACK：

        如果重复ACK报文中没有使用SACK选项，只能表明一个空缺范围。

        反之使用SACK选项，可表明多个空缺信息。实现重传多个报文。

14.6 带选择性确认的重传

选择性确认：SACK，一个TCP选项。

发送ACK报文时，齐总可包含SACK选项。

SACK选项包含：一个或多个SACK块，每个SACK块表示已成功接收的数据序列号范围。

        所以多个SACK块可报告多个已接收数据范围。

这样发送方可根据SACK信息来重传多个丢失的数据段。

14.7 伪超时与重传

伪超时：过早判定超时，报文可能只是延迟。

原因：超时时间过短。

坏处：伪超时会导致不必要的重传，即伪重传。

伪重传应对方法：

        DSACK：即重复SACK，一个TCP选项类型。

DSACK原理：

        告知对方收到的重复报文段的序列号。

        对方就可知是包丢失还是ACK丢失，如果ACK丢失无需重传。减少不必要重传。

DSACK选项中包含：

        Start Edge/End Edge：收到的重复数据段的起始和结束序号。

14.8 包失序与包重复

14.8.1 失序

IP层无法保证TCP段是有序传输的。

失序原因：

        不同包从不同链路传输。

        不同包有不同处理延时。

无需具体区分包失序还是丢失。都重传即可。

解决方法：

        收到多个重复ACK，触发快速重传机制。

14.8.1 重复

包重复：链路层重传，将单个IP包传输多次。

解决方法：

        SACK选项：指示多个范围段的数据已接收。即知道哪些序列号报文空缺。

        DSACK选项：指示哪部分数据重复接收了。

14.9 目的度量

即使TCP连接断开，也保存一些对端信息。包括：

        使用的本地网络接口，到对端的路由下一跳，对端通告的MSS，RTT等信息。

当对端再次进行TCP连接时，可用保存的信息来初始化新连接。

14.10 重新组包

TCP超时重传时，不需要重传完全相同的报文段。可重新组包，发送更大的报文段来提高性能。

14.11 与TCP重传相关的攻击

14.12 总结

关键机制：

        SACK：可报告多个范围段的数据已接收。

        DSACK：报告哪个范围的数重复接收。