通透,23 个问题 TCP 疑难杂症全解析 (4)

要么就是调小 MSL 的时间,不过也不太安全,要么调整 tcp_max_tw_buckets 控制 TIME_WAIT 的数量,不过默认值已经很大了 180000,这玩意应该是用来对抗 DDos 攻击的。

所以我给出的建议是服务端不要主动关闭,把主动关闭方放到客户端。毕竟咱们服务器是一对很多很多服务,我们的资源比较宝贵。

自己攻击自己

还有一个很骚的解决方案,我自己瞎想的,就是自己攻击自己。

Socket 有一个选项叫 IP_TRANSPARENT ,可以绑定一个非本地的地址,然后服务端把建连的 ip 和端口都记下来,比如写入本地某个地方。

然后启动一个服务,假如现在服务端资源很紧俏,那么你就定个时间,过了多久之后就将处于 TIME_WAIT 状态的对方 ip 和端口告诉这个服务。

然后这个服务就利用 IP_TRANSPARENT 伪装成之前的那个 client 向服务端发起一个请求,然后服务端收到会给真的 client 一个 ACK, 那 client 都关了已经,说你在搞啥子,于是回了一个 RST,然后服务端就中止了这个连接。

通透,23 个问题 TCP 疑难杂症全解析

超时重传机制是为了解决什么问题?

前面我们提到 TCP 要提供可靠的传输,那么网络又是不稳定的如果传输的包对方没收到却又得保证可靠那么就必须重传。

TCP 的可靠性是靠确认号的,比如我发给你1、2、3、4这4个包,你告诉我你现在要 5 那说明前面四个包你都收到了,就是这么回事儿。

不过这里要注意,SeqNum 和 ACK 都是以字节数为单位的,也就是说假设你收到了1、2、4 但是 3 没有收到你不能 ACK 5,如果你回了 5 那么发送方就以为你5之前的都收到了。

所以只能回复确认最大连续收到包,也就是 3。

而发送方不清楚 3、4 这两个包到底是还没到呢还是已经丢了,于是发送方需要等待,这等待的时间就比较讲究了。

如果太心急可能 ACK 已经在路上了,你这重传就是浪费资源了,如果太散漫,那么接收方急死了,这死鬼怎么还不发包来,我等的花儿都谢了。

所以这个等待超时重传的时间很关键,怎么搞?聪明的小伙伴可能一下就想到了,你估摸着正常来回一趟时间是多少不就好了,我就等这么长。

这就来回一趟的时间就叫 RTT,即 Round Trip Time,然后根据这个时间制定超时重传的时间 RTO,即 Retransmission Timeout。

不过这里大概只好了 RTO 要参考下 RTT ,但是具体要怎么算?首先肯定是采样,然后一波加权平均得到 RTO。

RFC793 定义的公式如下:

1、先采样 RTT
2、SRTT = ( ALPHA * SRTT ) + ((1-ALPHA) * RTT)
3、RTO = min[UBOUND,max[LBOUND,(BETA*SRTT)]]

ALPHA 是一个平滑因子取值在 0.8~0.9之间,UBOUND 就是超时时间上界-1分钟,LBOUND 是下界-1秒钟,BETA 是一个延迟方差因子,取值在 1.3~2.0。

但是还有个问题,RTT 采样的时间用一开始发送数据的时间到收到 ACK 的时间作为样本值还是重传的时间到 ACK 的时间作为样本值?

图来自网络

从图中就可以看到,一个时间算长了,一个时间算短了,这有点难,因为你不知道这个 ACK 到底是回复谁的。

所以怎么办?发生重传的来回我不采样不就好了,我不知道这次 ACK 到底是回复谁的,我就不管他,我就采样正常的来回。

这就是 Karn / Partridge 算法,不采样重传的RTT。

但是不采样重传会有问题,比如某一时刻网络突然就是很差,你要是不管重传,那么还是按照正常的 RTT 来算 RTO, 那么超时的时间就过短了,于是在网络很差的情况下还疯狂重传加重了网络的负载。

因此 Karn 算法就很粗暴的搞了个发生重传我就将现在的 RTO 翻倍,哼!就是这么简单粗暴。

通透,23 个问题 TCP 疑难杂症全解析

但是这种平均的计算很容易把一个突然间的大波动,平滑掉,所以又搞了个算法,叫 Jacobson / Karels Algorithm。

它把最新的 RTT 和平滑过的 SRTT 做了波计算得到合适的 RTO,公式我就不贴了,反正我不懂,不懂就不哔哔了。

为什么还需要快速重传机制?

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