计算机网络之快重传和快恢复以及TCP连接与释放的握手

快重传和快恢复

快重传可以让发送方尽早得知丢失消息，

当发送消息M1,M2，M3,M4,M5后,假如消息M2丢失，那么按照算法会发送对M2报文前一个报文M1的重复确认（M1正常接受到，已经发送了确认),然后之后收到M4,M5,也会发送两个重复确认，这样，规定只要收到3次重复确认，立即重传下一消息M3;

然后执行快恢复算法，发送方调整门限值为原来拥塞窗口值的一半，然后拥塞窗口值等于门限值，开始执行慢开始算法。这叫做乘法减少MD（multiplicative decrease）,之前拥塞避免阶段拥塞窗口逐个增加一个报文段大小，叫做加法增大AI（addition increase）,l两者合称AIMD算法。

之前假设接收方缓存足够大，接收方窗口rwnd(render window)实际有限，又叫做通知窗口.发送方发送窗口大小一定不能超过拥塞窗口和接收窗口大小。

 

即 发送窗口上限值=min(rwnd,cwnd)

主动队列管理AQM

路由器按照先进先出的队列处理分组，当队列满时候，后序排在队列尾部的分组会被丢弃，叫做尾部丢弃策略。

尾部丢弃会导致数据丢失，产生丢失重传现象，这时进入慢开始阶段，由于多条连接在IP层的复用，所以会让许多TCP连接同时进入慢开始状态。叫做全局同步。

主动队列管理AQM（active queue management）是在队列长度达到某个警戒值即开始丢弃新到达分组，提醒对方放慢发送速率。

 

实现方法可以采用随机早期检测RED（eandom early detection）法，路由器维持最小门限和最大门限两个参数。

按算法计算出平均队列长度，

平均队列长度小于最小门限，新到达分组排队。

平均队列长度大于最大门限，新到达分组丢弃。

平均队列长度在最小门限和最大门限之间，按照概率P丢弃新到达分组。

TCP连接的建立

采用客户服务器模式，主动发起连接一方叫客户，另一方叫服务器。

该过程也叫做握手，需要客户和服务器交换三个TCP报文段。

开始时候，服务器创建传输控制块TCB，准备接收客户请求，服务器进入LISTEN状态，等待客户连接。

三次握手：

（1）客户端创建传输控制块TCB,向服务器发出请求报文段，首部确认位SYN=1，同时选择一个初始序号seq=x;

SYN=1的报文段不带数据，消耗一个序号，

客户进入SYN-SENT(同步已发送)状态。

（2）服务器收到后，如果同意建立连接，发送确认，报文段中SYN同步位和ACK确认位都为1，并且选择一个初始序号y，这时进入服务器进入SYN-RCVD同步收到状态。

（3）客户端收到后，发出确认报文，ACK位为1，确认号ack=y+1;(服务器发送来的报文序列号加一)ACK报文段可以携带数据，如果不懈怠数据就不消耗序号，这样下一个数据序号seq=x+1;这样客户端进入established(已连接)状态，服务器收到确认报文后也进入（established）已连接状态

TCP的连接释放

（1）请求释放链接的一方A先发出连接释放报文段，该报文段FIN终止位为1，序号设为seq=u,u为已传输过的数据最后一个字节➕1，然后再停止发送数据，本身进入FIN-WAIT-1状态，等待接收方确认，规定FIN报文段即使不携带数据，也要好一个序列号。

（2)另一B方收到后发出确认，确认号ack=u+1;报文段序号为发送方前面传输的最后一个数据序号加1，接着TCP连接进入半关闭状态，即发起断开A到另一方B的发送已经被关闭。但B到A方向的发送还没有被关闭。

(3)发起断开一方A收到确认后，进入终止等待2状态（FIN-WAIT-2）,等待另一方B释放连接。

（4）另一方如果不再发送数据，发出连接释放报文，将报文FIN终止位设为1，序号为问，（可能又崽半关闭期间发送了数据），而且要重复上次发送过的确认报文确认号ack=u+1；这时自身进入last-ack(最后确认状态)，等待对方确认。

（5）A收到后，发出确认报文,确认位ACK为1,确认号ack=w+1,自身序号seq=u+1(前面的FIN报文消耗品个序号，进入时间等待（time-wait）阶段，经过时间等待计时器设置时间的2MSL后，A进入CLOSED状态，MSL叫做最长报文寿命，

 

设置时间2MSL原因：

（1）超时重传：丢失最后发出的确认报文段后，在2MSL时间内重传，

（2）本持续时间内所有报文都吃网络中消失。

TCP还设置了保活计时器，时间为2小时，如果建立TCP连接后出现了故障，无法响应，由于设置在每次收到消息后等待2H，之后如果还没有收到消息，发送探测报文段，以后每隔75秒发送一次，如果10次没有响应就关闭连接。