TCP的安全可靠
重传机制
T C P确认从另一端收到的数据以提供可靠的运输层,但数据和确认都有可能会丢失。 T C P通过在发送时设置一个定时器来解决这种问题。如果当定时器溢出时还没有收到确认,它就重传该数据 。对任何实现而言,关键之处就在于超时和重传的策略,即怎样决定超时间隔和如何确定重传的频率。
对于每个连接,T C P管理4个不同的定时器:
- 重传定时器
- 坚持定时器
- 保活定时器
- 2MSL定时器
往返时间测量
TCP测量一个给定连接的往返时间(RTT)。由于路由器和网络流量均会变化,因此往返时间也会发生变化, TCP应该针对这些变化改变其超时时间。
TCP使用低通过滤器来更新一个被平滑的RTT估计器:
R←aR + (1- a)M
,
a
是一个推荐值为0.9
的平滑因子。每次进行新测量的时候,这个被平滑的 RTT将得到更新。每个新估计的90%
来自前一个估计,而10%
则取自新的测量。
该算法在给定这个随RTT的变化而变化的平滑因子的条件下, RFC 793推荐的重传超时时间RTO(Retransmission Time Out)的值应该设置为:
RTO = Rb
,
b
是一个推荐值为2
的时延离散因子。
在 RTT变化范围很大时,使用这个方法无法跟上这种变化,从而引起不必要的重传。此时,应当基于均值和方差来计算 RTO,将比作为均值的常数倍数来计算 RTO能提供更好的响应。
快速重传
上面讲到当定时器溢出时还没有收到确认,它就重传该数据。当接收到重复的ACK时,可能有两种情况:
- 出现报文段的重新排序,如下图所示。
- 出现报文段的丢失
在重新排序的报文段被处理并产生一个新的 ACK之前,只可能产生1 ~ 2个重复的ACK。如果一连串收到 3个或3个以上的重复ACK,就非常可能是一个报文段丢失了。此时无需等待超时定时器溢出,立即重传丢失的数据报文段,这就是快速重传算法。接下来执行的 不是慢启动算法而是拥塞避免算法 。这就是快速恢复算法。