TCP的4个计时器

大多数TCP至少实现使用4个计时器：重传计时器，持续计时器，保活计时器，TIME_WAIT计时器

1.重传计时器：

为了重传丢失的报文，TCP应用了一个重传计时器来处理重传超时（RTO），也就是对报文段的确认的等待时间。
RTO主要是通过往返时间（RTT）得出的，从发送出去一个报文段到收到对它的确认需要多少时间，这就是测量RTT。

我们使用RTTM表示测量RTT。

平滑RTT：

测量RTT很可能每次往返都有变化，所以单次测量值无法被用于超时重传的目的。绝大多数实现使用的是一种平滑的RTT，记为RTTS，它是对RTTM和RTTS的加权平均：

image.png

α一般为1/8，即新的RTTS是由7/8的就RTTS和1/8的当前RTTM相加而成。

RTT的偏差：

大多数的实现不仅使用了RTTS，还要计算RTT的偏差，称为RTTD。他是根据RTTS和RTTM并使用下面的公式计算得到的：

image.png

β一般为1/4。

重传超时（RTO）

RTO的数值基于平滑的往返时间和它的偏差值，绝大多数实现使用下面的公式计算RTO（图中的RTT是RTTD）：

image.png

2.持续计时器：

为了处理零窗口的情况，TCP需要另一个计时器。如果接受TCP宣布窗口值为0，那么发送TCP会停止发送报文，直到收到接收TCP发送来一个宣布窗口大小非零的确认。但是这个ACK可能会丢失。在TCP中，对于仅仅含有确认信息的报文段既不需要确认，也不需要重传。
如果ACK报文丢失了，但是接收TCP认为自己已经完成了任务，等待发送TCP继续发送报文。发送TCP也没有收到确认，就等待接收TCP发送确认来通知窗口的大小。这2个TCO都会永远地等待对方（死锁）。
因此，为了解决这个情况，TCP为每个链接使用一个持续计时器。当发送TCP接收到窗口值为0的确认时，就启动一个持续计时器，当时持续计时器超时后，发送TCP会发送一个特殊报文段，称为探测报文段，促使接收TCP重传一个确认。
持续计时器的时间长度被设置为重传时间的值，但是若没有收到确认方的相应，则需要发送另一个探测报文段，并且将其持续计时器的值加倍，并且计时器复位。发送方继续发送探测报文段，不断地将计时器的值加倍和复位，直到这个值达到一个门限（通常是60秒）。在这之后，发送方每个60秒就发送一个探测报文，直到窗口重新打开。

3.保活计时器：

为了解决客户因故障无法重连，以防止服务端无限等待的情况。绝大多数的实现是给服务器设置了一个保活计时器。每当服务器收到客户的信息，就把该计时器复位。超时通常设置为2个小时，若服务器超过了2个小时还没有收到客户的信息，那么就发送一个探测报文段。若连续发送了10个探测报文段（每隔75秒一个）还没有收到响应，他就假定客户出了故障，并终止这个连接。

4.TIMIE-WAIT计时器：

在关闭TCP连接，保证被动关闭防的FIN数据报文能够被收到所启动的计时器，时间为2MSL的大小。