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TCP序列号问题

TCP序列号问题

作者: 简书徐小耳 | 来源:发表于2020-03-15 01:43 被阅读0次

    1.序列号初始值=固定定时变化的32位无符号值(每隔一段时间+1)+hash(两个端口号+两个ip+协议号(tcp或者udp号),这就代表序列号永远在0-2的31次方直接循环
    2.由于1的问题导致比如出现序列号溢出,进而导致序列号回绕。
    3.由于回绕的存在,会出现以下两个问题,1).对于tcp包排序是按照序列号大小排序的,这个怎么办。2).对于因为包延迟而导致可能出现一个延迟包和一个新的包的序列号一样怎么办。
    4.对于3的1问题:由于比较值采用的(有符号)(无符号序列号1-无法序列号2)。比如当前待确认的序列号是0,那么对于32位无符号数中是4294967296,2的31次方都是大于0的有2147483648,则1到2147483648都是新增数据,后面都是回绕数据。只要回绕的幅度小于2147483648,则都可以处理。也就是说tcp认为是新包还是过期的旧包则是依赖于当前以及确定的序列号,即大于当前序列号小于当前序列号+2的31次方都是新包,其他的都是旧包。
    5.对于3中的第二个问题,则可以依靠时间戳的来判断,去除距离当前时间最大的时间戳,保留最新的。
    6.对于4的解答,如果一旦回绕幅度一下子超过2的31次方怎么办,这个时候时间戳就能辅助解决了?,那是因为tcp窗口最大是2的30次方,所以不会超过回绕幅度。但是为啥是2的30次方却采用32bit。

    【这段内容为本人理解,非书中原文】TCP需要保留一半的序号用于判断是否是以前的旧数据段,(232-1)/2<231,也就是现在用于处理新数据段小于2^31个;假如窗口大小为wnd,发送方第一次发送[0,wnd-1]一个窗口的数据,这时接收方收到数据,并统一发送一个ack确认这个窗口的数据,确认完之后,窗口移动准备接收[wnd, 2wnd-1]段的数据;若发送方如果没有收到这个ack,需要重传[0, wnd-1]的数据,若收到了ack,则发送[wnd, 2wnd-1]的数据,这两种情况下,接收方都需要满足序号,也就是序号需要满足2wnd;前面说了序号的一半用于新数据,也就是2wnd<231,wnd<230,即(216-1)*2shif < 2^30,得出shift<=14,即除了TCP首部的16bit,这里最多也就是30-16=14bit;
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    1.对于当前确认序号为1但是收到了上一条流数据为2的包,则必须开启timestamp才能解决,其对每个包的时间必须大最新确认的序列时间才会接受。
    2.对于重传包和回绕包要一样大或者比回绕包大的情况,因为窗口大小限制 此时最新的确认时间戳肯定比重传包大 因此肯定会被丢弃
    isn有可能是重新计算 也有可能是重timewait状态中获取一个初始值在加上时间因子。所以不存在定时器 但是这个时间因子会使得值每4us加1
    msl是报文生存周期 我们一个请求到响应最多2msl 超过2msl时候会被网络(不是比较时间戳)丢弃无法被接受 , 有可能是tcp层面计算时间超过msl就直接丢弃 这个丢弃是依靠ip层ttl 但是ttl如何和msl有关系是个问题
    上述都是假设msl一定大于ttl 如果msl特别小 会导致已经关闭的链接依依然接收到迷路的数据包 这个时候就是响应rst 如果是已经建立了链接 则有可能丢弃该包
    ttl是255 rfx文档要求是秒 但是较难实现 工业上都是跳实现 因此时间可能就是少于30s
    但是这样就不排除 在msl后还有可能接收到过期数据问题,这个时候如果序列号也恰好在合适的地方则会导致意外情况 因而出现了paws算法
    时间戳是每隔1ms到1s都增加1也是32位 如果发送频率太快也会有环绕问题。因此最大24.8天回绕。但是这意味着会出现sn不一样但是timestaml一样加入发送过快

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