TCP超時重傳時間的選擇

1. 超時重傳時間的選擇

   ​ 1. 在之前說到，TCP的發送方在規定的時間內沒有收到確認就要重傳已發送的報文段。這種重傳的概念是很簡單 的，但重傳時間的選擇卻是卻是TCP最復雜的問題之一。

   ​ 由於TCP下層是互聯網環境，每個IP報選擇的路由並不會相同，如果把超時重傳時間設置的太短，就會引起很多很多報文段不必要的重傳，浪費網絡資源；如果把超時重傳時間設置的太長，會使得網絡的空閑時間增大，降低了傳輸效率。那么運輸層的超時重傳時間究竟設置為多大？

   2. TCP采用的是自適應算法，它記錄一個報文發出的時間，以及收到相應確認的時間。這兩個時間差就是**報文段往返時間RTT。TCP保留了RTT的一個加權平均往返時間RTTs（又稱平滑的往返時間，S代表Smoothed。因為進行的是加權平均，因此得到的救國更絲滑）。每當第一次測量到RTT時間樣本的時候，RTTs值就取為所測量到的RTT樣本的加權平平均值，每測量一次新的RTT樣本值:
      1. 新的RTTs=(1-a) * (舊的RTTs)+a*(新的Rtts樣本)
      2. 上式中0<=a<1，如果a-->0，說明新的RTT樣本對已有的RTT樣本影響不大（RTT更新較慢），若a-->1，說明RTT樣本對已有RTT樣本影響較大（RTT更新較快），現在標准建議的a值為1/8。這種方法計算出來的RTTs比測量出的RTTs值更絲滑。
   3. 顯然，超時計時器設置的超時重傳時間RTO(RetransmissionTimeOut)應該概略大於RTTs。標准給出的計算公式：

   ​ RTO=RTTs+4*RTTD

   ​ RTTD是RTT的偏差的加權平均值，它與RTTs和新的RTT樣本差有關。標准這樣計算RTTD:當第一次測量時， RTTD值取測到的RTT值得一半，在以后的測量中，則使用下式計算偏差加權平均值：

   ​ 新的RTTD=（1-b)x(舊的RTTD值)+bx|RTTS-新的RTT樣本值|，這里b是一個小於1的系數，推薦值為1/4。

   4. 這種自適應算法有很大的弊端，且非常的復雜。

   5. 根據自適應算法的弊端，Karn提出了一個算法：在計算加權平均RTTS時候，只要報文段重傳了，就不采用其往返時間。這樣得到的RTTS和RTO就比較准確。但是Karn提出的算法也有一些弊端，那就是當報文段的時延突然增大了許多，因此在原來的超時重傳時間內，並不會收到確認報文段，於是就重傳報文，由於該算法又不考慮超時重傳的報文段的往返時間，。這樣超時重傳時間就無法更新。因此我們要對Karn算法進行修正：報文段每重傳一次，就把超時時間RTP增大一下，做法就是取新的重傳時間為舊的重傳時間2倍。當不再發生報文段的重傳時，再根據公式計算出超時重傳時間。

2. 選擇確認SACK

   1. 如果接收方收到的報文無差錯，只是未按序號，中間號缺少一些序號的數據，那么能否只傳送缺少的數據而不重傳已經正確接收到的數據？答案是可以的。選擇確認就是一種可行的處理方法。
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   3. TCP在接收到對方發送過來的數據字節流的序號不連續的時候，結果就形成了一些不連續的字節塊（圖5-21），1-1000收到了，但1001-1500並沒有接收到，1501-3000收到了，但3001-3500並沒有接收到，如果這些字節的的序號都在窗口內，那么接收方會先接收下這些數據，但要把這些信息轉卻的發送方，是發送方不要再重復發送這些已經收到的數據。
   4. 由於TCP的首部沒有哪個字段能夠准確的提供上述這些字塊的邊界信息，RFC2018規定，如果要使用選擇確認SACK，那么在建立TCP連接之前，就要在TCP的首部的選項加上允許SACK的選項。