【TCP/IP详解 卷一：协议】第二十二章 TCP的坚持定时器

这两章来到了TCP的定时器部分，在 TCP的超时与重传 和 TCP的三握四挥 我们介绍了 TCP的重传定时器 和 TCP的2MSL定时器。
本随笔介绍 防止返回ACK丢失的死锁情况 的 坚持定时器 和 检测连接的 保活定时器。
在坚持定时器的内容里，介绍了 糊涂窗口综合症，以及解决的措施。

TCP的坚持定时器

坚持定时器

我们在前面已经看到，当返回的ACK指明的窗口为0时，会有效地阻止发送方传送数据。
但是，一个问题仍然存在：ACK的传输 并不可靠。也就是说，TCP不对ACK报文段进行确认，TCP只确认 那些包含有数据的 窗口更新。

如果一个确认丢失了，那么双方很有可能因为等待对方而使连接终止：接收方等待接收数据(因为已经向发送方发送了一个 非0的通告窗口)，发送方等待窗口更新。这就是死锁现象。
为了防止这种死锁现象的产生，发送方使用一个 坚持定时器 来 周期性地向接收方查询，以便发现窗口是否增大。
这些查询，称为 窗口探查。

当接收到 窗口为0 的通知窗口后，发送方停止发送数据，引起客户设置坚持定时器。如果在定时器时间到的时候，客户还没有接收到一个窗口更新，它就探查这个空的窗口以决定窗口更新是否丢失。
计算坚持定时器的时候，使用了普通的指数退避。
坚持状态 与前面介绍的 重传超时 之间一个不同的特点就是：TCP 从不放弃 窗口探查，这些探查每隔60s发送一次。这个过程 将持续到 窗口被打开(通告窗口不为0) 或者 应用程序使用的连接 被结束。

糊涂窗口综合症

基于窗口的 流量控制方案 会导致一种称为 糊涂窗口综合症 的情况。即 发送 少量 数据，而不是满长度的报文段，通过连接进行交换。
这个现象可以发生在 接收端 和 发送端：接收方通告一个很小的窗口(而不是一直等到有较大的窗口时，即缓存较为宽松的时候 发送)；发送方发送很少的数据(而不是等待其他的数据一起发送)

解决方法：
(1)接收方不通告小窗口。当窗口增大到 缓存的一半时，或者增加了一个报文段的长度(即字节增加了一个 MSS)，才允许通告非0的通告窗口。
(2)发送方在出现 以下状况之一 时才发送数据：

• a) 可以发送一个 满长度 的数据报
• b) 可以发送 大于等于 1/2通告窗口 的报文段
• c) 能够发送手头中的所有数据，并且不希望接收ACK(就是说，我们还没有 未确认的数据) 或者 连接禁止了Nagle算法(也就是说 不能使用Nagle算法)

条件b 主要用来对付那些 总是通告小窗口的较老的，原始的主机，这要求发送方始终监视另外一方的通告窗口，这是一种发送方 猜测 对方接受缓存大小 的企图。
Nagle算法阻止我们发送小的分组，那么多小算小呢？从条件a可以看出来： 字节数小于报文段的大小 即为小。

一个例子

教材P249提到了一个例子，在 接收方返回的 第13个报文段 上 通告的窗口大小 为509，这似乎与我们前面看到的防止发送小分组相违背···

我这里提供更多的细节：
之前的报文段：报文段11(接收方->发送方)：win 1533，报文段12(发送方->接收方)：1024bit，报文段13(接收方->发送方)：win 509.
之所以发生这种情况，是因为我们之前提到的 滑动窗口机制：窗口右沿 不允许向左边移动。

在报文段11的时候，窗口的大小是 1533，假定 左边沿 所在的地方 为 A字节，右边沿 所在的地方 为 B字节，区别 已发送但未确认的数据 和 未发送的数据 所在的界限为 C字节。

A -> B = 1533, C -> B = 509, A -> C = 1024

那么发送方发送了1024字节，左边沿往右移动，移动到了C处。
此时，如果接收方通告窗口为 win0，那么意味着 B要向C靠拢，不符合 滑动窗口机制。
因此，报文段13 为 win509.

问题

• 为什么要有 TCP坚持定时器？
  答：避免通告窗口的丢失造成的 死锁现象。

• TCP为什么要避免糊涂窗口综合症？
  答：避免通告小的窗口大小，或者发送小的报文段。与之前我们提到的Nagle算法类似：避免造成 广域网(etc，网络比较缓慢) 的网络拥塞。

2016/8/18