TCP 重传计时器的一点看法

问题：总是会看到这句话：When TCP sends a segment， it creates a Retransmission timer for that particular segment。

在一个TCP连接中，TCP每发送一个报文段， 就对此报文段设置一个超时重传计时器。

那么当发送多个报文段时，

1.由于需要对每个报文段设置重传计时器，因此有多个重传计时器？2.还是书上说的，只有一个重传计时器？为什么？

在网上找了一些资料，内容较乱，特此整理了一下。。。。

毫无疑问的是在一个TCP连接中，只会有一个重传计时器。

否则的话，对于某个特定服务器，假如在某时刻发出了10000个分段，难道在TCP连接中分别有10000个重传计时器的存在？答案是明显的。。。

那么，下一个问题接踵而来： TCP的重传计时器是如何工作的呢？

像在如下场景里：

发送方假设连续发送了S1，S2，S3这3个分段，TCP重传定时器在S1发送时被设置，然后再发送S2时，此时因为重传定时器已经启动，所以不再处理S2，直到收到包含S1的ack后，重传定时器被重置（开始计时）。

那么如果的S1发送后，在正常收到ack之前，发送的S2丢失掉了。对于S2，重传计时器是不会计时的，那么发送端怎么知道要重传呢？



在网上看到一种观点：

大多数时候，TCP发送的包不止两个，假设发送了第三个包了，此时接收方会发送一个重复的ack(S1的ack)，发送方在接收到三次重复ack时(需要继续发送S4，S5)，就会重传S2(快速重传算法)。使用这种方法，S2可以进行重传。如下图：



咋看之下，可以解决S2的重传问题。但是如果仅仅只有S1，S2两个包时，上述方法并不会适用S2的重传（永远不会得到三个连续ACK）。现在，让我们回到 TCP 重传计时器 的重置问题：闲话不说，直接看代码。

Linux的tcp代码，显然代码表示和重传有关的定时器就只有一个

  259 void inet_csk_init_xmit_timers(struct sock *sk,

  260                    void (*retransmit_handler)(unsigned long),

  261                    void (*delack_handler)(unsigned long),

  262                    void (*keepalive_handler)(unsigned long))

  263 {   

  264     struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);

  265     

  266     init_timer(&icsk->icsk_retransmit_timer);/ /重传计时器

  267     init_timer(&icsk->icsk_delack_timer); //delayed ack定时器

  268     init_timer(&sk->sk_timer);

  269     

  270    icsk->icsk_retransmit_timer.function = retransmit_handler;  //重传计时器

  271     icsk->icsk_delack_timer.function     = delack_handler;

  272     sk->sk_timer.function            = keepalive_handler;

  273     

  274     icsk->icsk_retransmit_timer.data =

  275         icsk->icsk_delack_timer.data =

  276             sk->sk_timer.data  = (unsigned long)sk;

  277 

  278     icsk->icsk_pending = icsk->icsk_ack.pending = 0;

  279 }

现在我们来看tcp_event_new_data_sent是如何启动定时器的：

static void tcp_event_new_data_sent(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)  

{  

    struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);  

    unsigned int prior_packets = tp->packets_out;  

  

    tcp_advance_send_head(sk, skb);  

    tp->snd_nxt = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;  

  

    /* Don't override Nagle indefinately with F-RTO */  

    if (tp->frto_counter == 2)  

        tp->frto_counter = 3;  

//关键在这里.  

    tp->packets_out += tcp_skb_pcount(skb);  

    if (!prior_packets)  

        inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_RETRANS,  

                      inet_csk(sk)->icsk_rto, TCP_RTO_MAX);  

} 

从代码中，我们可以看到只有在tcp_event_new_data_sent里当packets_out = 0的时候，会reset retrans timer。

而packets_out则是在当前窗口，已经发送但是还没有收到ACK的segments。即如果发送了很多段,如果前面的段没有确认,那么后面发送的时候不会重启这个定时器的。

因此，如下图所示，我们得到：

在TCP的重传计时器的问题上，我们分为两种情况：

1.如果先发了S1，在没有收到ack的情况下，发送S2的时候，此时packets_out != 0,我们是不会去reset这个timer的,那么如果S2丢失的话，packet_outs是不会减到0（因为没有收到S2的ACK），那么这个timer最后总会timeout的。（超时重传机制）。

而这三个segment又是差不多同时发送的，所以这个timeout value对S2来说也是正确的。

2.如果先发了S1, 等收到ack后再发S2的话，那么retrans timer就会在发S1和S2的时候都会被设置。因为收到S1的ack后，packet_out会减为0。下一个S2的话，又是下一个窗口的第一个包。





综上,我们知道：

1.一个TCP连接中，只会有一个重传计时器。

2.在TCP数据发送过程里，当packets_out = 0的时候，才会重置TCP重传计时器.即如果发送了很多段,如果前面的段没有确认,那么后面发送的时候不会重启这个定时器的。