TCP重传

作者:易隐者 发布于:2012-4-28 23:53 Saturday 分类:网络分析

Ø  为什么TCP存在重传

TCP是一种可靠的协议,在网络交互的过程中,由于TCP报文是封装在IP协议中的,IP协议的无连接特性导致其可能在交互的过程中丢失,在这种情况下,TCP协议如何保障其传输的可靠性呢?

T C P通过在发送数据报文时设置一个超时定时器来解决这种问题,如果在定时器溢出时还没有收到来自对端对发送报文的确认,它就重传该数据报文。

Ø  导致重传的常见状况

1 数据报传输中途丢失

发送端的数据报文在网络传输的过程中,被中间链路或中间设备丢弃,这个过程如下图所示:

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2 接收端的ACK确认报文在传输中途丢失

发送端发送的数据报文到达了接受端,接受端也针对接收到的报文发送了相应的ACK确认报文,但是,这个ACK确认报文被中间链路或中间设备丢弃了,该过程如下图所示:

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3 接收端异常未响应ACK或被接收端丢弃

发送端发送的数据报文到达了接收端,但是,接收端由于种种原因,直接忽略该数据报文,或者接收到报文但并没有发送针对该报文的ACK确认报文,这个过程如下图所示:

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Ø  TCP重传间隔时间和TCP重传次数

一般TCP报文的重传超时时间

TCP重传时间间隔有着多种不同的算法,最常见的就是《TCP/IP详解卷1》中关于超时重传的算法。具体算法不再赘述,请大家参考《TCP/IP详解卷1》第21章《TCP的超时与重传》。

SYN报文重传间隔时间

在实际情况下,由于SYN报文是TCP连接的第一个报文,如果该报文在传输的过程中丢弃了,那么发送方则无法测量RTT,也就无法根据RTT来计算RTO。因此,SYN重传的算法就要简单一些,SYN重传时间间隔一般根据系统实现的不同稍有差别,windows系统一般将第一次重传超时设为3秒,以后每次超时重传时间为上一次的2倍,如下图所示:

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报文重传的次数

TCP报文重传的次数也根据系统设置的不同而有区分,有些系统,一个报文只会被重传3次,如果重传三次后还未收到该报文的确认,那么就不再尝试重传,直接reset重置该TCP连接,但有些要求很高的业务应用系统,则会不断的重传被丢弃的报文,以尽最大可能保证业务数据的正常交互。

Ø  重传对业务应用的影响

1 保障了业务的可靠性

TCP的重传存在原因就是为了保障TCP的可靠性,正是由于TCP存在重传的机制,那些基于TCP的业务应用在网络交互的过程中,不再担心由于丢包、包损坏等导致的一系列应用问题了。

2  反映网络通讯的状况

由于IP协议的不可靠性和网络系统的复杂性,少量的报文丢失和TCP重传是正常的,但是如果业务交互过程中,存在大量的TCP重传,会严重影响业务系统交互的效率,导致业务系统出现缓慢甚至无响应的情况发生。

一般而言,出现大量TCP重传说明网络通讯的状况非常糟糕,需要站在网络层的角度分析丢包和重传的原因。

Ø  在实际的分析过程中,我们如何确认一个TCP报文是重传报文

在实际的数据交互过程中,重传报文一般具有以下两个特征:一是TCP交互序列号突然下降,二是其在TCP报头中的序列号、数据长度、应用数据等参数跟前面某TCP报文一致。

1 序列号突然下降(一般是TCP重传)

TCP报文传输的过程中,因为其需要不断的交互应用数据,因此,TCP报文的序列号会不断的变大。正常情况下,TCP序列号不会出现下降的情况,出现序列号下降,一般都是TCP的重传报文导致的。如下图所示:

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在上图中,服务器端交互的TCP报文序列号从24481开始一直处于不断上升的趋势,但是服务器的第六个TCP报文序列号却突然下降为20161,这个情形,基本上可以肯定这第六个TCP报文是前面某个报文的重传报文。

2 根据序列号、长度甚至应用数据等确认是哪一个报文的重传。

在数据交互过程中,一般情况下,TCP重传的报文跟传输中被丢弃的报文在序列号、数据长度、应用字段值上都是一样的,我们可以利用这个特征来确定某个具体的TCP报文是否是前面某个报文的重传。下图是一个客户端存在重传的数据流图:

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在上图中,我们看到客户端第三个报文和第四个报文的序列号(Seq)、下一个序列号(Next Seq)以及载荷长度都是一样的,那么我们可以肯定客户端的第四个报文是客户端第三个报文的重传。

现在很多的网络分析工具的专家诊断系统基本上都可以针对TCP重传直接告警,我们不需要在去深入分析这个过程了,为我们节省了大量的分析时间。

 

标签: TCP TCP重传 重传机制 序列号 SYN ACK确认


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评论:

汤露兵
2017-05-27 17:01
在服务器端抓包发现有很多syn retransmission,一直在尝试建立三次握手,导致客户端连接不上,反应很慢。这种情况有什么好的解决办法吗

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