计网：运输层

TCP重传机制主要是为了防止网路包丢弃，重传的工作方式主要借助TCP头部中的序列号和确认号来决定是否重传，重传的触发方式主要由以下几种：

什么是超时重传？

发送方在发送数据时设置一个定时器，当超过指定时间后如果还没有收到接收方的ACK响应，就会重发数据包。

超时重传的发生场景

什么是RTT？什么是RTO？

RTT就是数据包的往返时间，RTO就是超时重传时间。

RTO的长短对数据包的重传有什么影响？

RTO如何设置？

RTO既不能过长也不能过短，略微大于RTT是最好的。但RTT会因为网络的变化而发生变化，所以在Linux系统中为了计算RTO，会对RTT进行两个采样：

RFC6289建议使用以下公式计算RTO：

上述表达式中，在linux中α = 0125，β = 025，μ = 1，δ = 4，至于为啥是这些值，别问问就是前人大量的测试积累得出。

假设因为网络阻塞触发了超时，如何避免频繁重发加剧网络阻塞？

超时时间加倍，就是每当重传的时候，都会将下一次的超时时间设置为当前值的两倍，避免频繁重发导致网络更加阻塞。

超时重传的弊端是什么？

超时周期可能相对较长，重传的等待时间可能过长。

什么是快速重传？

快速重传不再以时间作为重传的标准，而是以数据作为重传的标准。

上述Seq2因为某些原因没有抵达接收方，但接收方已经收到了Seq3、4、5的数据包，并且回复了三次ACK2的数据包。发送端在收到三次ACK2的数据包以后，就会在超时定时器之前重传Seq2的数据包。

重传所有包还是重传丢失的包？

由于发送端并不知道三次ACK2的数据包是由发送方的哪几个数据包响应回来的（也就是Seq3、4、5），因此只重传Seq2还是要重传所有的数据包也是个问题。

根据TCP实现的不同，上述两种情况都可能存在。

SACK重传

SACK重传其实就是选择性重传，它是为了解决快速重传不知道需要重传哪些包的问题。

SACK是如何让发送方知道重传哪些包的？

TCP的选项字段增加一个SACK字段，接收方会将已经收到数据包序列号范围发送给发送方，这样发送方通过SACK信息就能找到丢失的数据包重传此数据包。

SACK的使用条件

SACK必须要发送方和接收方同时支持，在linux中可以通过netipv4tcp_sack参数开启（Linux24以后默认开启）。

SACK可以让发送方准确的知道哪些数据包接收方没有收到，而D-SACK可以让发送方知道有哪些数据包被重复接收了。

D-SACK的优点是什么？

D-SACK如何让发送方知道ACK包丢失

上图中接收方收到了3000~3999的数据包，但回应的ACK发生了丢失，假设此时触发了超时重传，发送方会首先重传3000~3499的数据包，接收方在收到该包以后发现该包已经被接收过了，于是会回复一个SACK = 3000~3500告诉发送方该数据包已经被接受过了，因为ACK已经到4000了，所以这里是一个D-SACK。发送方在收到报文以后可以知道数据包没有丢，丢的只是ACK报文。

D-SACK如何判断数据包发送延时

上图中1000~1499的数据包被网络延迟，后续发送方收到了三个连续ACK 1000的报文触发了超时重传，重传以后，延时的网络包也抵达了接收方，此时接收方会回复一个SACK=1000~1500，因为ACK已经到了3000，所以这里是一个D-SACK，表示收到了重复的包。发送方收到了该ACK报文以后也可以判断出快速重传的原因是因为网络延迟。

如何开启D-SACK

在Linux下可以通过netipv4tcp_dsack参数开启/关闭这个功能(Linux 24后默认打开)。

TCP使用可靠的传输协议，即意味着必须按序、无差错的传送数据到目的端，那么如果在传输过程中发送的包丢失了该怎么办？TCP的重传机制就是：如果发送方认为发生了丢包现象就重发这些数据包。显然，我们需要一个方法去 猜测是否发生了丢包 。最简单的想法就是，接收方每接收到一个包就向发送者返回一个ACK，表示自己已经收到了这段数据，反过来，如果发送方一段时间内没有收到ACK，就知道 很可能是数据包丢失 了，紧接着就重发该数据包，直到收到ACK为止。

为什么是 猜测 呢？ 因为即使是超时了，这个数据包也可能并没有丢，它只是绕了段远程，来的很晚而已。毕竟TCP协议是位于传输层的协议，不可能明确知道数据链路层和物理层发生了什么。但是这并不妨碍我们的超时重传机制，因为接收方会自动忽略收到的重复的包。

下面我们具体讲一讲TCP的重传机制：

这种机制下，每个数据包都有相应的计时器，当超过指定的时间后，没有收到对方的 ACK 确认应答报文就会重发该数据包。

超时时间应该设置为多少

我们先来了解一下 RTT (Round-Trip Time 往返时延)

而超时时间是以 RTO（Retransmission Timeout 超时重传时间） 表示。

超时时间不宜设置的过长或过短，否则：

综上可知，RTO设置的值应该略大于RTT的值。

RTO值的计算：

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