TCP动态调整发包速度：RTT算法与重传机制探索

"TCP的那些事儿（下）" TCP（传输控制协议）是互联网协议栈中的核心部分，负责在不可靠的网络环境中提供可靠的数据传输。本文的下篇着重讨论TCP如何根据网络状况动态调整发送速率，以确保连接的稳定性和整体网络的效率。 TCP的重传机制与RTT算法 在TCP协议中，数据包的重传速度直接影响网络性能。合适的超时时间（Timeout，RTO）设置至关重要。如果设置过长，丢失数据的响应会延迟，影响效率；设置过短，则可能导致不必要的重传，加剧网络拥塞。因此，TCP引入了RTT（Round Trip Time），即数据包往返所需时间，作为动态调整RTO的基础。 经典RTT算法 根据RFC793，TCP采用加权移动平均（Exponential weighted moving average）计算平滑RTT（SRTT）。该算法通过收集多次RTT样本，以α（通常在0.8到0.9之间）作为权重因子，更新SRTT的值。公式为： SRTT = (α * SRTT) + ((1 - α) * RTT) 接下来，RTO的计算考虑了上下限（UBOUND和LBOUND）以及一个系数β（通常在1.3到2.0之间），以避免过于频繁的重传或过于保守的等待。公式如下： RTO = min[UBOUND, max[LBOUND, (β * SRTT)]] Karn/Partridge算法的改进 然而，经典算法在数据包重传时面临问题，因为它可能使用错误的RTT样本。Karn/Partridge算法解决了这个问题，它规定在重传期间不使用可能导致误导的RTT样本，只使用未重传的数据包的RTT样本来更新SRTT，从而提高估计的准确性。 TCP的慢启动和拥塞避免 除了RTT算法，TCP还有慢启动和拥塞避免机制来控制发送速率。慢启动阶段，TCP会逐渐增加发送窗口（cwnd，Congestion Window）的大小，以探查网络的最大吞吐量。当检测到丢包（通过超时或快速重传），TCP会进入拥塞避免阶段，以较保守的方式增加cwnd，避免再次触发拥塞。 TCP的快速恢复和快速重传 快速恢复算法允许TCP在检测到连续的三个冗余ACK时，立即重传丢失的数据段，而不是等待RTO超时。快速重传算法则允许接收方在接收到失序的数据段时立即发送ACK，而不是等待完整的序列，从而更快地通知发送方进行重传。 TCP的这些机制共同作用，以适应网络变化，确保数据的可靠传输。理解这些概念对于优化网络性能、调试TCP连接问题和设计高效网络系统都至关重要。