詳解TCP的四種定時器
來源:易賢網(wǎng) 閱讀:1300 次 日期:2017-07-20 09:44:25
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詳解TCP的四種定時器

在TCP協(xié)議中有的時候需要定期或者按照某個算法對某個事件進(jìn)行觸發(fā),那么這個時候,TCP協(xié)議是使用定時器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。在TCP中,會有四種定時器:

(1)重傳定時器

(2)堅(jiān)持定時器

(3)保活定時器

(4) 時間等待計(jì)時器

這四個定時器都有各自的具體作用。

一:重傳定時器

重傳定時器:為了控制丟失的報(bào)文段或丟棄的報(bào)文段,也就是對報(bào)文段確認(rèn)的等待時間。當(dāng)TCP發(fā)送報(bào)文段時,就創(chuàng)建這個特定報(bào)文段的重傳計(jì)時器,可能發(fā)生兩種情況:若在計(jì)時器超時之前收到對報(bào)文段的確認(rèn),則撤銷計(jì)時器;若在收到對特定報(bào)文段的確認(rèn)之前計(jì)時器超時,則重傳該報(bào)文,并把計(jì)時器復(fù)位;

重傳時間=2*RTT;

RTT的值應(yīng)該動態(tài)計(jì)算。常用的公式是:RTT=previous RTT*i + (1-i)*current RTT。i的值通常取90%,即新的RTT是以前的RTT值的90%加上當(dāng)前RTT值的10%.

Karn算法:對重傳報(bào)文,在計(jì)算新的RTT時,不考慮重傳報(bào)文的RTT。因?yàn)闊o法推理出:發(fā)送端所收到的確認(rèn)是對上一次報(bào)文段的確認(rèn)還是對重傳報(bào)文段的確認(rèn)。干脆不計(jì)入。

二:堅(jiān)持定時器

堅(jiān)持定時器是使用在一方滑動窗口為0之后,另外一方停止傳輸數(shù)據(jù),進(jìn)入堅(jiān)持定時器的輪詢,直到滑動窗口不再為0了。

說說術(shù)語,首先是滑動窗口,可以簡單理解為緩沖區(qū)剩余空間大小。不管是寫緩沖還是讀緩沖,一旦一方通告了自己的滑動窗口大小,另外一方就會根據(jù)滑動窗口大小傳遞窗口大小的數(shù)據(jù)了。但是,當(dāng)被通告,一方的滑動窗口大小為0的時候,另外一方就會啟動堅(jiān)持定時器,基本也是使用TCP指數(shù)退避方法,第一次1.5秒,第二次1.5x2秒,第三次1.5x4…

其次是糊涂窗口綜合癥。這個癥狀是滑動窗口引起的。病因是發(fā)送方和接收方在一個很小的滑動窗口的時候就開始數(shù)據(jù)傳輸,傳輸結(jié)束之后,讀寫的消費(fèi)速度也并沒有那么快,導(dǎo)致下次傳輸?shù)臅r候,滑動窗口還是那么小。然后現(xiàn)象就是每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都非常小。就好比每次開出去的火車載貨量只有一節(jié)車廂,其實(shí)我們是希望能攢夠n節(jié)車廂才開始傳輸。

糊涂窗口綜合癥有解決辦法,還不止一種,在接收方或者發(fā)送方都可以解決。大致就是如果接收方解決,那么接收方在接收窗口小于一定大小的時候,對所有的接收請求都返回窗口為0的包,來觸發(fā)另外一方的堅(jiān)持定時器。同樣發(fā)送方也是,在可以發(fā)送的數(shù)據(jù)大于一定窗口的時候才發(fā)送。

三:?;疃〞r器

這個就是我們經(jīng)常說的tcp的keepalive了。實(shí)際使用場景是在應(yīng)用層沒有數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)臅r候,一定時間(tcp_keepalive_time,默認(rèn)每2個小時)發(fā)送一次保持心跳的包,如果發(fā)送成功,則繼續(xù)保持端口活躍,如果沒有正常返回,則在指定次數(shù)內(nèi)(tcp_keepalive_probes,默認(rèn)是9次),指定間隔(tcp_keepalive_intvl,默認(rèn)是17s)發(fā)送心跳包。如果最后都沒有獲得正常的ACK,那么才算連接失敗。

當(dāng)然,tcp是否需要提供keepalive機(jī)制,是有爭議的,我們可以為每個tcp連接設(shè)置是否啟用keepalive和啟用keepalive的各個指標(biāo)設(shè)置。

四:時間等待定時器

在連接終止期使用,當(dāng)TCP關(guān)閉連接時,并不認(rèn)為這個連接就真正關(guān)閉了,在時間等待期間,連接還處于一種中間過度狀態(tài)。這樣就可以時重復(fù)的fin報(bào)文段在到達(dá)終點(diǎn)后被丟棄,這個計(jì)時器的值通常設(shè)置為一格報(bào)文段壽命期望值的兩倍。

補(bǔ)充:

2MSL定時器:MSL是報(bào)文段做大生存時間(Maximum Segment Lifetime),設(shè)置這個定時器有兩個目的:

其一是為了測量連接處于TIME_WAIT狀態(tài)的時間.這樣可以讓TCP再次發(fā)送最后的ACK以防止這個ACK丟失(如果丟失,另一端會重傳FIN)。

其二,為允許老的重復(fù)分節(jié)在網(wǎng)絡(luò)中消逝。具體可以解釋為,如果一個TCP連接在斷開之前有迷途分節(jié)尚未消逝,在斷開該TCP連接之后立刻重啟一個同樣的連接(雙方的IP地址和端口port相同),這時之前的迷途的老分節(jié)可能對新的新的TCP連接接收,從而造成未定義的錯誤。為了避免這種情況,TCP規(guī)定在TIME_WAIT狀態(tài),不能啟動一個連接的化身。既然TIME_WAIT狀態(tài)維持2MSL,這就保證了一個連接上的分組及其應(yīng)該在 2MSL內(nèi)都會消失。

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