TCP/IP详解：TCP——超时和重传
作者：互联网
1、TCP一般拥有两套独立机制来完成重传，一是基于时间，即超时重传，而是基于确认信息的构成，即快速重传。
2、RTT(Round Trip Time) 往返时延，数据包从发出到收到对应ACK的时间，每一条连接都有独立的RTT。RTO(Retransmission Time Out)重传超时，即超时时间。RTT和RTO都是动态变化的。
3、超时重传的时间间隔是不一样的，一般采用的是二进制指数退避策略，比如第一次间隔3s，第二次6s，然后12s、24s ...
4、计算RTO的经典方法
最初的TCP规范采用如下公式计算得到平滑的RTT估计值(SRTT):
SRTT <-- α(SRTT) + (1-α)RTT
α称为平滑因子，推荐值为0.8~0.9，这种估算方法为指数加权移动平均或低通滤波器。RTO计算公式如下
RTO = min(ubound, max(lbound, (SRTT)β))
β为时延离散因子，推荐值为1.3~2.0，ubound为RTO的上边界，lbound为下边界。
这种方法的一个明显的确定是在RTT变化较大的网络中，RTO的反应较慢。
5、计算RTO的标准方法
标准方法相对经典方法稍复杂些，这里仅列出公式，知道当RTT变化时，偏差的增量越大，RTO增长越快，且一些计算因子都取2的N次方，方便计算机计算，提高效率。
srtt <--(1-g)srtt + g(RTT)
rttvar <-- (1-h)rttvar + h(|RTT-srtt|)
RTO = srtt + 4rttvar
增量g为新RTT样本占srtt估计值的权重，取为1/8，增量h为新平均偏差样本占偏差估计值rttvar的权重，取为1/4。
6、重传二义性
在测量RTT样本的过程中若出现重传，就可能导致某些问题。假设一个包的传输出现超时，该数据包会被重传，接着收到一个确认的信息，那么该信息是第一次还是第二次传输的确认就存在二义性。解决这个问题的办法就是接收到重传数据的确认信息时不能更新RTT估计值。这是Karn算法的第一部分。Karn算法的第二部分是对重传过程的退避系数加倍。
而在使用TCP时间戳选项的情况下，是可以避免二义性问题的，因此Karn算法的第一部分并不适用
7、RTT的测量和RTO的设置还有大量的改进方法，有兴趣可以查看相应文献
8、基于计时器的重传
若在连接设定的RTO内，TCP没有收到被计时报文段的ACK，将会触发超时重传。它通过降低当前数据发送率来对此进行快速响应。
一是基于拥塞控制机制减小发送窗口大小
二是每当一个重传报文段被再次重传时，增大RTO的退避因子，即Karn算法的第二部分。特别是当同一个报文段出现多次重传时，RTO值乘上γ来形成新的超时退避值
RTO = γRTO
通常环境下γ值为1，随着多次重传，γ呈加倍增长：2，4，8。当然也有最大值，Linux中通过设置TCP_ROT_MAX来控制RTO的最大值，默认120s。一旦收到对应的ACK，γ重置为1
9、快速重传
看一个现象：发送端发送了1，2，3，4四个包，接收端都正常收到了并回复了A2,A3,A4,A5,接着发送端又发了5，6，7，8四个包，包5由于丢失或延迟使得接收端先收到了6，7，8，此时会回应给发送端A5,A5,A5，发送端收到了3个重复的ACK，认为包5丢失了，不必等计时器超时了，马上重传包5，这称为快速重传。上面的那个3称为重复ACK阈值或dupthresh，dupthresh是个常量，一般设为3。也有一些非标准化的实现方法(包括Linux)可基于当前的失序程度动态调节该值。
10、带选择确认的重传(SACK)
SACK选项只出现在连接建立时的SYN包中。只有双端都支持SACK时才可使用。
接收端可以通过SACK告知发送端，缺失的是哪些包。如上面9中的例子，在没有SACK的情况下，发送端会重传5，6，7，8包，但有了SACK之后，接收端会告知发送端只缺少5，发送端则会只重传5。当然也并不是绝对的，某些情况下SACK也会失效。具体信息查看相应文献，这里不列举。
11、伪超时与重传、包失序与包重复、目的度量、重新组包
标签：重传,IP,RTO,TCP,RTT,SACK,超时 来源： https://blog.csdn.net/qq_20363225/article/details/121063492