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超时重传是TCP协议保证数据可靠性的另一个重要机制，其原理是在发送某一个数据以后就开启一个计时器，在一定时间内如果没有得到发送的数据报的ACK报文，那么就重新发送数据，直到发送成功为止。

1.超时
超时时间的计算是超时的核心部分，TCP要求这个算法能大致估计出当前的网络状况，虽然这确实很困难。要求精确的原因有两个：(1)定时长久会造成网络利用率不高。(2)定时太短会造成多次重传，使得网络阻塞。所以，书中给出了一套经验公式，和其他的保证计时器准确的措施。

1.1.递推公式概说
最早的TCP曾经用了一个非常简单的公式来估计当前网络的状况，如下

R<-aR+(1-a)M
RTP=Rb
其中a是一个经验系数为0.1，b通常为2。注意，这是经验，没有推导过程，这个数值是可以被修改的。这个公式是说用旧的RTT(R)和新的RTT (M)综合到一起来考虑新的RTT(R)的大小。但是，我们又看到，这种估计在网络变化很大的情况下完全不能做出“灵敏的反应”（Jacoboson说 的，不是偶说的，呵呵），于是就有下面的修正公式：

Err=M-A
A<-A+gErr
D<-D+h(|Err|-D)
RTO=A+4D
具体的解释请看书的228页，这个递推公式甚至把方差这种统计概念也使用了进来，使得偏差更加的小。而且，必须要指出的是，这两组公式更新，都是在 数据成功传输的情况下才进行，在发生数据重新传输的情况下，并不使用上面的公式进行网络估计，理由很简单，因为程序已经不在正常状态下了，估计出来的数据 也是没有意义的。

1.2.RTO的初始化
RTO的初始化是由公式决定的，例如最初的公式，初始的值应该是1。而修正公式，初始RTO应该是A+4D。

1.3.RTO的更新
当数据正常传输的情况下，我们就会用上面的公式来更新各个数据，并重开定时器，来保证下一个数据被顺利传输。要注意的是：重传的情况下，RTO不用上面的公式计算，而采用一种叫做“指数退避”的方式。例如：当RTO为1S的情况下，发生了数据重传，我们就用RTO=2S的定时器来重新传输数据，下一次用4S。一直增加到64S为止。

1.4.估计器的初始化
在这里，SYN用的估计器初始化似乎和传输数据用的估计器不一样（我也没有把握）造我的理解，在修正公式中，SYN的情况下，A初始化为0,D初始化为3S。

而在得到传输第一个数据的ACK的时候，应该按照下面的公式进行初始化：

A=M+0.5
D=A/2
1.5.估计器的更新
和上面的讨论差不多，就是在正常情况下，用上面的公式计算，在重传的情况下，不更新估计器的各种参数。原因还是因为估计不准确。

1.6.Karn算法
这不算是一个算法，这应该是一个策略，说的就是更新RTO和估计器的值的时机选择问题，1.3.和1.5.所说得更新时机就是Karn算法。

1.7.计时器的使用
两句话:

一个连接中，有且仅有一个测量定时器被使用。也就是说，如果TCP连续发出3组数据，只有一组数据会被测量。
ACK数据报不会被测量，原因很简单，没有ACK的ACK回应可以供结束定时器测量。

 

参考资料：

1.《TCP/IP详解 VOL.1》21.3节