TCP重传机制

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重传方式

  • 回退方式
  • 选择重传

什么时候要重传了？

  • 超时重传
  • 快速重传

回退方式

如果采用回退方式处理接收到的不连续的字节流，它会把丢失那个序号以后的字节数据全部重传，不管之后的数据是否成功接收。

选择重传

当出现需要重传时候，只需要在重传队列中寻找那些未传输成功是数据，然后，重新传输那些丢失的数据。

超时重传介绍

超时重传需要一个辅助的工具：重传定时器。当发送方把一个TCP报文段交给了网络层后，首先将该报文的副本放入到重传队列中，同时启动一个重传定时器。该重传定时器会被设定一个初值，然后，开始倒计时，如果在重传定时器的值为0时，还没有收到该报文段的确认报文，则会准备重传该报文。

重传定时器值的设置

我们把重传定时器的值称为：RTO（Retransmission TimeOut）；而为确定RTO，我们还需要一个参考值，它就是RTT（数据报发送和确认信息的往返时间）。如果发生了超时重传，我们把RTO=i X RTT，其中i为一个大于1的正整数，在《计算机网络：自顶向下》的第165页就是把i设置为：2。如果没有发生数据报丢失的话，那么我们也要更新该TCP连接的RTT的值，公式为：RTT=j X 旧RTT+(1-j) *最新测量的RTT 。因为在网络的环境是千变万化的，所以我们需要不断的更新RTT以适应新的的网络环境，j在[RFC 6289]中的给出的参考值是：0.125。

为啥：RTO=i * RTT

在出现超时的时候，我们需要重传数据并且会重启重传定时器，该定时器的值会被设置为：RTO。那为啥不能像设置普通重传计时器一样，设置为最新的RTT了？这个主要是因为定时器过期很可能由于网络拥塞引起的，造成分组丢失或长时间排队时延。所以如果源总是在很短的时间内，持续的重发分组，会让拥塞加剧。

最大重传次数取决于发送操作系统的配置值。默认情况下，Windows主机默认重传5次。大多数Linux系统默认最大15次。两种操作系统都可配置。

快速重传

超时重传有一个最大的缺点就是超时周期可能相对较长。当一个报文丢失后，这种长超时周期迫使发送方延迟重传丢失的分组，因而增加了端到端的时延。幸运的是，发送方可在超时之前通过注意是否出现了冗余ACK来较好的检测是否发送了丢包。

什么是冗余ACK

因为TCP不使用否认确认，所以接收方不能向发送方发回一个显示的否认确认，它只对已经成功接收的最后一个按序字节数据进行重复确认。发送方收到的多余的对某个序列的确认报文，我们就叫多余的ACK为冗余的ACK，如果冗余ACK的数量达到了三个（换句话说，就是发送方收到了四个同样的ACK报文）。这个时候就会启动快速重传机制，对丢失的报文进行重传。

总结

重传机制是TCP可靠传输的一个保障机制。超时重传机制和快速重传机制在一个系统是同时存在，其中快速重传和快速恢复，会应用在拥塞控制中，这个将会在后续介绍