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[网络协议]F(orward)-RTO Recovery:TCP传输优化的打假算法

具体研究F-RTO实现的有太多太多,所以不再展开,只想讲讲F-RTO为什么是一种TCP传输优化。抱着这种目的,有了本文。

引子

最近看了点《开端》,时间循环这个梗真的百看不厌,并非喜欢这种设定,而是在这个过程中找到解放自己的方式,寻觅破局之法,这点总能击中我的爽点。

可是现实中没有时间循环的设定。

我们只能期望,在最短的时间,用最确切的证据,去挽救错误的局面。

现实如此,TCP亦如此。

网络是个复杂的玩意,互联网兴起更是催生了这一头巨兽。要在这种盘根错节下充当能手,TCP做了第一个,顺理成章也成了最难的一个。我一直以为TCP的难点不在可靠传输,真正的困局是在传输优化上,而传输优化中有这样一个层面,即检测虚假的超时重传。

TCP虚假超时重传

TCP/IP 是一个端到端的系统,而中间是错综复杂的互联网,在这种处境中,基于统计的AI都很难不犯错误,更何况是触感极低的TCP。TCP一向以触发超时定时器重传兜底,但超时重传的效率极低,其产生的后果就有失序、冗余、断联等,里面的每一项都对互联网是深水炸弹。

在“精明”的互联网面前,TCP很笨,超时重传的触发只依赖RTO,对于其他的一无所知。

于是有:

  • RTO过小造成的伪重传
  • 物理层面导致的延迟,如弱网的RTT抖动,移动选路的路径延迟
  • 一些关键包丢失引发的假重传

开始两个好理解,对于关键包丢失引发的假重传,我给出一个例子。

 +0 write(4,...,10000)=10000
 +0 > P. 1:10001(10000) ack 1 <mss 1000,nop,nop,sackOK,nop,wscale 7>
 +0 < . 1:1(0) ack 4000 win 32678
 // ack 5000的确认包丢失了,TCP包重复机制,接收的仍是重复的ack 4000
 +0 < . 1:1(0) ack 4000 win 32678
 +0 < . 1:1(0) ack 4000 win 32678
 +0 < . 1:1(0) ack 4000 win 32678
 // 因为ACK包丢失会触发快速重传等机制
 +0.100 < . 4001:5001(1000) ack 1 <mss 1000,nop,nop,sackOK,nop,wscale 7>
 // 但重传的包亦丢失
 +0 < . 1:1(0) ack 4000 win 32678
 +0 < . 1:1(0) ack 4000 win 32678
 //这时就触发的超时重传是虚假的,超时重传没有必要

那么,TCP超时重传就会有虚假的趁机而入,这时TCP如同计算机被木马攻占一般,极速地降低着传输性能。

而TCP面对这种入侵,显然不能坐以待毙,于是乎,打假必然是TCP传输优化的重要一环。

这里呼应开头!

F-RTO 打假图解

F-RTO 很直白,TCP发送超时后,只要判断有“没有被重传的数据包”被确认了(ACK/SACK),就表示这是错误的超时重传。

探测结束,恢复原样。

(1)ACK的F-RTO探测
在这里插入图片描述
(2)SACK的F-RTO探测
在这里插入图片描述
(3)SACK 重复ACK的F-RTO探测
在这里插入图片描述
(4)SACK/ACK的F-RTO探测失效
在这里插入图片描述

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加:2022-01-24 11:18:35  更:2022-01-24 11:20:03 
 
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