21 TCP的超时与重传.pdfVIP

下载 第21章 TCP 的超时与重传 21.1 引言 T C P提供可靠的运输层。它使用的方法之一就是确认从另一端收到的数据。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。 我们已经看到过两个超时和重传的例子：（1）在6 . 5节的I C M P端口不能到达的例子中，看 到T F T P客户使用U D P 实现了一个简单的超时和重传机制：假定 5秒是一个适当的时间间隔， 并每隔 5秒进行重传；（ 2 ）在向一个不存在的主机发送 A R P 的例子中（第4 . 5节），我们看到 当T C P试图建立连接的时候，在每个重传之间使用一个较长的时延来重传 S Y N 。 对每个连接，T C P管理4个不同的定时器。 1) 重传定时器使用于当希望收到另一端的确认。在本章我们将详细讨论这个定时器以及 一些相关的问题，如拥塞避免。 2) 坚持( p e r s i s t )定时器使窗口大小信息保持不断流动，即使另一端关闭了其接收窗口。第 2 2章将讨论这个问题。 3) 保活( k e e p a l i v e )定时器可检测到一个空闲连接的另一端何时崩溃或重启。第 2 3章将描述 这个定时器。 4) 2MSL 定时器测量一个连接处于 T I M E _ WA I T状态的时间。我们在 1 8 . 6节对该状态进行 了介绍。 本章以一个简单的 T C P超时和重传的例子开始，然后转向一个更复杂的例子。该例子可 以使我们观察到T C P时钟管理的所有细节。可以看到 T C P 的典型实现是怎样测量T C P报文段的 往返时间以及 T C P 如何使用这些测量结果来为下一个将要传输的报文段建立重传超时时间。 接着我们将研究T C P 的拥塞避免—当分组丢失时T C P所采取的动作—并提供一个分组丢失 的实际例子，我们还将介绍较新的快速重传和快速恢复算法，并介绍该算法如何使 T C P 检测 分组丢失比等待时钟超时更快。 21.2 超时与重传的简单例子 首先观察T C P所使用的重传机制，我们将建立一个连接，发送一些分组来证明一切正常， 然后拔掉电缆，发送更多的数据，再观察 T C P 的行为。 正常发送本行 在发送本行前断连 9分钟后TCP放弃时输出 第21章 TCP的超时与重传使用227 下载 图2 1 - 1表示的是 t c p d u m p的输出结果（已经去掉了b s d i设置的服务类型信息）。 图21-1 TCP超时和重传的简单例子 第1、2和3行表示正常的T C P连接建立的过程，第 4行是“hello, world ”（1 2个字符加上回 车和换行）的传输过程，第 5行是其确认。接着我们从 s v r 4拔掉了以太网电缆，第 6行表示 “and hi ”将被发送。第7 ~ 1 8行是这个报文段的 1 2次重传过程，而第 1 9行则是发送方的 T C P最 终放弃并发送一个复位信号的过程。 现在检查连续重传之间不同的时间差，它们取整后分别为 1、3 、6 、1 2、2 4 、4 8和多个6 4 秒。在本章的后面，我们将看到当第一次发送后所设置的超时时间实际上为 1 . 5秒（它在首次 发送后的 1 . 0 1 3 6秒而不是精确的 1 . 5秒后，发生的原因我们已在图 1 8 - 7中进行了解释），此后该 时间在每次重传时增加 1倍并直至6 4秒。 这个倍乘关系被称为“指数退避 (exponential backoff ) ”。可以将该例子与6 . 5节中的T F T P 例子比较，在那里每次重传总是在前一次的 5秒后发生。 首次分组传输（第6行，2 4 . 4 8 0秒）与复位信号传输（第 1 9行，5 6 6 . 4 8 8秒）之间的时间差 约为9分钟，该时间在目前的T C P