TCP协议探究（四）：定时器

1 概述

• 重传定时器：使用于当希望收到另一端的确认。
• 坚持(persist)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
• 保活(keepalive)定时器：用于检测一个空闲连接的另一端何时崩溃或重启。
• 2MSL定时器：测量一个连接处于TIME_WAIT状态的时间。

2 重传定时器

• 目的：提高TCP可靠性，确保对方收到，并返回ACK。
• 作用：重新发送丢失的包
• 重传时机：超时时间（RTO）
• RTO值：RTO不能是固定值，需要参考往返时间（RTT）
• 计算算法：经典算法（SRTT算法）、 Karn / Partridge 算法（SRTT优化算法）、Jacobson / Karels 算法（SRTT改良算法）

3 坚持定时器

• 目的：滑动窗口为0时，Sender将停止发送数据给Receiver。但是Sender需要知道Receiver何时才可以接受新的消息（窗口探测技术）。
• 作用：Sender轮询问Receiver的滑动窗口大小（零窗口通知），从而决定发送消息或关闭连接。
• 补充：Receiver可以不回复Sender自己的滑动窗口大小，这样Sender就会重传该报文。

4 保活定时器

• 目的：在两个TCP连接间出现长时间的没有传输数据的情况，判断对方是否还活着
• 作用：一般为每2个小时去询问对方是否还活着
• 情况：
  • 客户主机正常运行且可达：保活定时器复位。
  • 客户主机崩溃：保活探测没有响应，75秒后超时重试，一般重试10次，最后都没有响应则关闭连接。
  • 客户主机崩溃并重新启动：这时服务器将收到一个对其保活探查的响应，但是这个响应是一个复位，使得服务器终止这个连接。
  • 客户主机正常运行但不可达：同第二种情况

5 2MSL定时器

• 目的：确保对端有足够的时间收到ACK，并把TCP状态从TIME_WAIT => CLOSED
• 作用：主动关闭连接时，需要发送完ACK，并对端收到ACK时，才算结束。但是可能网络原因导致，对方没有收到ACK，所以对方需要重新发送FIN报文，这边则发送ACK报文。2 * MSL是为了保证对端能够有足够时间发送两个FIN报文。
• MSL值（TCP段的最大存活时间）：需要参考TTL时间（IP数据报的存活时间），大于等于TTL即可。

6 补充

• RTT（往返时间）：采样值，一般实时计算，比较严格
• TTL（IP报文存活时间）：固定值
• MSL（TCP段的最大存活时间）：固定值，MSL >= TTL

7 参考资料

• 《TCP/IP协议卷一》
• https://www.cnblogs.com/Rex7/p/4752573.html
• https://blog.csdn.net/hyman_yx/article/details/52086389
• https://www.cnblogs.com/mfrbuaa/p/3861493.html
• https://www.cnblogs.com/yjf512/p/5659316.html