TCP超时重传时间的选择

1. 超时重传时间的选择

   ​ 1. 在之前说到，TCP的发送方在规定的时间内没有收到确认就要重传已发送的报文段。这种重传的概念是很简单 的，但重传时间的选择却是却是TCP最复杂的问题之一。

   ​ 由于TCP下层是互联网环境，每个IP报选择的路由并不会相同，如果把超时重传时间设置的太短，就会引起很多很多报文段不必要的重传，浪费网络资源；如果把超时重传时间设置的太长，会使得网络的空闲时间增大，降低了传输效率。那么运输层的超时重传时间究竟设置为多大？

   2. TCP采用的是自适应算法，它记录一个报文发出的时间，以及收到相应确认的时间。这两个时间差就是**报文段往返时间RTT。TCP保留了RTT的一个加权平均往返时间RTTs（又称平滑的往返时间，S代表Smoothed。因为进行的是加权平均，因此得到的救国更丝滑）。每当第一次测量到RTT时间样本的时候，RTTs值就取为所测量到的RTT样本的加权平平均值，每测量一次新的RTT样本值:
      1. 新的RTTs=(1-a) * (旧的RTTs)+a*(新的Rtts样本)
      2. 上式中0<=a<1，如果a-->0，说明新的RTT样本对已有的RTT样本影响不大（RTT更新较慢），若a-->1，说明RTT样本对已有RTT样本影响较大（RTT更新较快），现在标准建议的a值为1/8。这种方法计算出来的RTTs比测量出的RTTs值更丝滑。
   3. 显然，超时计时器设置的超时重传时间RTO(RetransmissionTimeOut)应该概略大于RTTs。标准给出的计算公式：

   ​ RTO=RTTs+4*RTTD

   ​ RTTD是RTT的偏差的加权平均值，它与RTTs和新的RTT样本差有关。标准这样计算RTTD:当第一次测量时， RTTD值取测到的RTT值得一半，在以后的测量中，则使用下式计算偏差加权平均值：

   ​ 新的RTTD=（1-b)x(旧的RTTD值)+bx|RTTS-新的RTT样本值|，这里b是一个小于1的系数，推荐值为1/4。

   4. 这种自适应算法有很大的弊端，且非常的复杂。

   5. 根据自适应算法的弊端，Karn提出了一个算法：在计算加权平均RTTS时候，只要报文段重传了，就不采用其往返时间。这样得到的RTTS和RTO就比较准确。但是Karn提出的算法也有一些弊端，那就是当报文段的时延突然增大了许多，因此在原来的超时重传时间内，并不会收到确认报文段，于是就重传报文，由于该算法又不考虑超时重传的报文段的往返时间，。这样超时重传时间就无法更新。因此我们要对Karn算法进行修正：报文段每重传一次，就把超时时间RTP增大一下，做法就是取新的重传时间为旧的重传时间2倍。当不再发生报文段的重传时，再根据公式计算出超时重传时间。

2. 选择确认SACK

   1. 如果接收方收到的报文无差错，只是未按序号，中间号缺少一些序号的数据，那么能否只传送缺少的数据而不重传已经正确接收到的数据？答案是可以的。选择确认就是一种可行的处理方法。
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   3. TCP在接收到对方发送过来的数据字节流的序号不连续的时候，结果就形成了一些不连续的字节块（图5-21），1-1000收到了，但1001-1500并没有接收到，1501-3000收到了，但3001-3500并没有接收到，如果这些字节的的序号都在窗口内，那么接收方会先接收下这些数据，但要把这些信息转却的发送方，是发送方不要再重复发送这些已经收到的数据。
   4. 由于TCP的首部没有哪个字段能够准确的提供上述这些字块的边界信息，RFC2018规定，如果要使用选择确认SACK，那么在建立TCP连接之前，就要在TCP的首部的选项加上允许SACK的选项。