TCP的快速重传和快速恢复算法

TCP除了有重传定时器来保证将丢失的数据重传以外，还有一些辅助算法用来协助完成数据的重传。

我们认识到在收到一个失序的报文段时， T C P立即需要产生一个 A C K（一个重复的 A C K）。这个重复的 A C K不应该被迟延（tcp需要ack，可是为了效率以及考虑到资源消耗等问题，并不是每发送一个数据都要等待ack，而是尽可能利用窗口机制，积累发送ack的，此处知悉便可）。该重复的 A C K的目的在于让对方知道收到一个失序的报文段，并告诉对方自己希望收到的序号。

由于我们不知道一个重复的 A C K是由一个丢失的报文段引起的，还是由于仅仅出现了几个报文段的重新排序，因此我们等待少量重复的 A C K到来。假如这只是一些报文段的重新排序，则在重新排序的报文段被处理并产生一个新的 A C K之前，只可能产生 1 ~ 2个重复的 A C K。如果一连串收到 3个或3个以上的重复 A C K，就非常可能是一个报文段丢失了。于是我们就重传丢失的数据报文段，而无需等待超时定时器溢出。这就是快速重传算法。

简单解释一下为什么接收端接收到3个重复ack就会认定报文丢失而启动快速重传：

一个报文谈不上顺序，最少两个报文才有顺序的概念，正如字节序一样，utf8以一个字节为编码单位，因此就没有字节序的问题，同样的，仅仅来了一个报文也不能说它对于当前按序的报文来讲是乱序的，只有当第二个报文到来的时候，如果当前按序报文，第一个报文，第二个报文拼不成顺序才能说明后来的这两个报文是乱序的，当然这也是一种权衡的结果，正如三次握手为何是三次一样，即使接收端收到了第三个乱序报文，仍有可能被第四个填充后成为按序报文，没完没了等下去是不行的，必须在发送端接收到确定的，不是很大的数目冗余ack的时候进入快速重传，同时也不能频繁的快速重传，因此就选择了3个冗余ack，当然这个数字是可以配置的。说白了，可以理解为这是考虑各方面性能及消耗而人为设定的一个阈值。

 

接下来执行的不是慢启动算法而是拥塞避免算法。这就是快速恢复算法（在这种情况下没有执行慢启动的原因是由于收到重复的 A C K不仅仅告诉我们一个分组丢失了。由于接收方只有在收到另一个报文段时才会产生重复的 A C K，而该报文段已经离开了网络并进入了接收方的缓存。也就是说，在收发两端之间仍然有流动的数据，而我们不想执行慢启动来突然减少数据流）。

快速恢复算法实现：
1) 当收到第3个重复的A C K时，将s s t h re s h设置为当前拥塞窗口 c w n d的一半。重传丢失的报文段。设置c w n d为s s t h re s h加上3倍的报文段大小。
2) 每次收到另一个重复的 A C K时， c w n d增加1个报文段大小并发送 1个分组（如果新的c w n d允许发送） 。
3) 当下一个确认新数据的 A C K到达时，设置c w n d为s s t h re s h（在第1步中设置的值）。这个A C K应该是在进行重传后的一个往返时间内对步骤 1中重传的确认。另外，这个 A C K也应该是对丢失的分组和收到的第 1个重复的A C K之间的所有中间报文段的确认。这一步采用的是拥塞避免，因为当分组丢失时我们将当前的速率减半。

 

T C P将忽略I C M P主机不可达的差错并坚持重传 ，而且采用指数退避方法进行重传，减少网络冲突（和保证共享资源的公平性？？）。