TCP的擁塞控制 (四)

  TCP NewReno

 

NewReno是在Reno的基礎上，改進了Fast Recovery，主要思想是保證處於network中的packet的總量是飽和的。

在Reno算法中，一個超時會致使相應的那個packet的重傳，然而，一個超時發生時，本能夠重傳多個潛在的丟包，但Reno算法沒有這樣實現，這就致使性能不高。

Reno在遇到多包丟失時，存在兩個問題：一個是，大量的包沒有足夠的重複ACK觸發重傳，只能等待超時才能得以重傳。第二個是，即便採起措施(在Partial Acknowledgement一節中已有所討論)避免了超時，也會存在Multiple Fast Retransmits和嚴重的window reduction現象，這些會影響TCP的性能。在Multiple Fast Retransmits一節中，咱們討論了相應的解決方案。NewReno正是在此方案的基礎上進行的改進。

NewReno添加一個recover變量，做爲Fast Recovery階段的一個閾值，當sender成功發送到recover所標識的packet時，Fast Recovery階段才結束。這裏成功發送的標誌是收到來自receiver的正常ACK。

每當進入Fast Recovery階段時，recover都更新爲high_seq(當前已經發送出去的packet的最大序號)，而在進入Fast Recovery階段以前，recover中保持的是上一個Fast Recovery階段更新的recover的值。實際上，recover表示的是當前窗口中，可能的丟包的最大序號，Fast Recovery階段的目標就是恢復這裏面的全部的丟包，所以，recover是Fast Recovery階段的邊界。

NewReno不容許Multiple Fast Retransmits，所以在收到3次重複ACK時，若是TCP已經處於Fast Recovery階段，則不會進行Fast Retransmit。而且，即便TCP沒有處於Fast Recovery階段，NewReno還會判斷重複ACK中的序號是否大於當前recover的值(當前recover的值實際是上一個Fast Recovery階段的recover的值)。若是小於，則說明ACK指明的packet是上一輪Fast Recovery已經處理過的packet，其確定已經在上一輪被重傳了，之因此仍然有3次重複ACK，多是亂序或者重複發送receiver端已經存在的packet致使的，並不意味着丟包，所以不須要重傳。若是大於，則說明這是一個顯然的丟包，會進入Fast Recovery進行處理。

進入Fast Recovery以後，會繼續收到重複ACK，直到收到非重複ACK爲止，這期間的操做與傳統的Reno一致，NewReno的特別之處體如今處理非重複ACK的環節。

當收到一個非重複ACK時，這個ACK可能響應的是Fast Retransmit重傳的packet，也多是Fast Retransmit以後重傳的packet。因爲多包丟失的存在，這個ACK多是Full ACK或者Partial ACK，對這兩種ACK會採起不一樣的處理方式。

若是ack_seq>recover，則該ACK爲Full ACK。它響應了進入Fast Recovery以前sender所發送的所有packet，按規定能夠退出Fast Recovery階段。在退出以前，會將cwnd縮減到min(ssthresh, FlightSize+SMSS)，以保證網絡的守恆。

若是ack_seq<recover，則該ACK爲Partial ACK。在Partial Acknowledgement一節中已經討論過，Partial ACK意味着多包的丟失，所以，NewReno會重傳某些packet。與其餘方案不一樣，NewReno並不重傳Partial ACK中指明的packet，而是目前未被響應的最小的packet，這樣能夠保證重傳始終是從左到右依次進行，保持連續型。與Reno同樣，重傳以後，NewReno縮減cwnd。具體的作法是，首先減去Partial ACK所響應的packet的數量，而後加上SMSS。整體上是爲了保證Fast Recovery結束時，有ssthresh大小的packet在網絡中傳輸。

因爲多包丟失的存在，NewReno針對Partial ACK的處理，仍然不能快速的恢復全部丟失的packet，所以超時會常常發生。當超時發生時，NewReno採起的措施是退出Fast Recovery，並在退出以前將recover的值更新爲當前high_seq。