Linux 内核网络协议栈 ------ TCP拥塞状态机 tcp_fastretrans_alert


这里主要说的是TCP拥塞情况下的状态状态处理

/* Process an event, which can update packets-in-flight not trivially.
 * Main goal of this function is to calculate new estimate for left_out,
 * taking into account both packets sitting in receiver‘s buffer and
 * packets lost by network.
 *
 * Besides that it does CWND reduction, when packet loss is detected
 * and changes state of machine.
 *
 * It does _not_ decide what to send, it is made in function
 * tcp_xmit_retransmit_queue().
 */
static void tcp_fastretrans_alert(struct sock *sk, int pkts_acked, int flag)
{
         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);     
         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
         int is_dupack = !(flag & (FLAG_SND_UNA_ADVANCED | FLAG_NOT_DUP));  // 判断是不是重复的ACK
         int do_lost = is_dupack || ((flag & FLAG_DATA_SACKED) &&    // 判断是不是丢包:若是重复ACK 或者 SACK而且提前确认中没有到的包数量>重拍指标
                                     (tcp_fackets_out(tp) > tp->reordering)); // 后面会单独说说SACK和FACK内容,觉得总是理解不好
         int fast_rexmit = 0;
 
         if (WARN_ON(!tp->packets_out && tp->sacked_out))  // 如果packet_out为0,那么不可能有sacked_out
                 tp->sacked_out = 0;
         if (WARN_ON(!tp->sacked_out && tp->fackets_out))
                 tp->fackets_out = 0;
 
         /* Now state machine starts.   // 下面开始状态处理
          * A. ECE, hence prohibit cwnd undoing, the reduction is required. */
         if (flag & FLAG_ECE)           // 如果是ECE
                 tp->prior_ssthresh = 0;// 禁止拥塞窗口撤销,并开始减小拥塞窗口
 
         /* B. In all the states check for reneging SACKs. */
         if (tcp_check_sack_reneging(sk, flag))  // 检查ACK是不是确认了已经被SACK选择确认的包了
                 return;
 
         /* C. Process data loss notification, provided it is valid. */
         if (tcp_is_fack(tp) && (flag & FLAG_DATA_LOST) &&   // 提前确认、数据丢失
             before(tp->snd_una, tp->high_seq) &&   // 我们需要注意high_seq 可以标志为LOST的段序号的最大值
             icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Open &&  // 状态不是OPEN
             tp->fackets_out > tp->reordering) {    // 同上面说的
                 tcp_mark_head_lost(sk, tp->fackets_out - tp->reordering);   // 发现丢包,需要标志出丢失的包。 (1) 这个函数后面看
                 NET_INC_STATS_BH(LINUX_MIB_TCPLOSS);
         }
 
         /* D. Check consistency of the current state. */
         tcp_verify_left_out(tp); // #define tcp_verify_left_out(tp) WARN_ON(tcp_left_out(tp) > tp->packets_out)
                                  // 检查丢失的包应该比发送出去的包小,即确定确定left_out < packets_out
         /* E. Check state exit conditions. State can be terminated
          *    when high_seq is ACKed. */  // 下面检测状态退出条件!当high_seq 被确认的时候,这个状态就可以终止了
         if (icsk->icsk_ca_state == TCP_CA_Open) {   // 如果是open状态
                 BUG_TRAP(tp->retrans_out == 0);  // 重传数量应该=0才是合理的
                 tp->retrans_stamp = 0;           // 将重传发送时间置0
         } else if (!before(tp->snd_una, tp->high_seq)) {  // 如果high_seq已经被确认
                 switch (icsk->icsk_ca_state) {  // 
                 case TCP_CA_Loss:   // 
                         icsk->icsk_retransmits = 0;    // 超时重传次数归零
                         if (tcp_try_undo_recovery(sk)) // 尝试将前面的拥塞窗口的调整撤销,在这种情况下弄不清楚包的情况(2)
                                 return;    // 如果使用了SACK,那么不管undo成功与否,都会返回Open态
                         break;
 
                 case TCP_CA_CWR:   // 发生某些道路拥塞,需要减慢发送速度
                         /* CWR is to be held something *above* high_seq
                          * is ACKed for CWR bit to reach receiver. */
                         if (tp->snd_una != tp->high_seq) {
                                 tcp_complete_cwr(sk);               // 完成道路拥塞情况处理,就是减小cwnd(3)
                                 tcp_set_ca_state(sk, TCP_CA_Open);  // 将状态设置成OPEN
                         }
                         break;
 
                 case TCP_CA_Disorder:
                         tcp_try_undo_dsack(sk);     // 尝试撤销cwnd的减少,因为DSACK确认了所有的重传数据(4)
                         if (!tp->undo_marker ||     // 跟踪了重传数据包?
                             /* For SACK case do not Open to allow to undo
                              * catching for all duplicate ACKs. */
                             tcp_is_reno(tp) || tp->snd_una != tp->high_seq) {   // 没有SACK || 两者不同步
                                 tp->undo_marker = 0;
                                 tcp_set_ca_state(sk, TCP_CA_Open);   // 将状态转换成OPEN
                         }
                         break;
 
                 case TCP_CA_Recovery:
                         if (tcp_is_reno(tp))   // 没有SACK
                                 tcp_reset_reno_sack(tp); // sacked_out=0
                         if (tcp_try_undo_recovery(sk))   // 尝试撤销
                                 return;
                         tcp_complete_cwr(sk);  // 完成处理
                         break;
                 }
         }
 
         /* F. Process state. */
         switch (icsk->icsk_ca_state) {
         case TCP_CA_Recovery:
                 if (!(flag & FLAG_SND_UNA_ADVANCED)) {     // snd_una没有改变
                         if (tcp_is_reno(tp) && is_dupack)  // 不是SACK,而且是重复的ACK
                                 tcp_add_reno_sack(sk);     // 接收到重复的ACK,tp->sacked_out++; 并且检查新的reorder问题(5)
                 } else
                         do_lost = tcp_try_undo_partial(sk, pkts_acked);   // 部分ACK接收并撤销窗口操作(6)注意返回的是是否需要重传表示
                 break;                                                    // 1代表重传,0代表不需要重传
         case TCP_CA_Loss:
                 if (flag & FLAG_DATA_ACKED)  // 如果是数据确认
                         icsk->icsk_retransmits = 0;  // 超时重传置次数0
                 if (tcp_is_reno(tp) && flag & FLAG_SND_UNA_ADVANCED) // 没有ACK,&& snd_una改变了
                         tcp_reset_reno_sack(tp);  // 重置sacked=0
                 if (!tcp_try_undo_loss(sk)) {     // 尝试撤销拥塞调整,然后进入OPEN状态(7)
                         tcp_moderate_cwnd(tp);    // 调整窗口(8)
                         tcp_xmit_retransmit_queue(sk);  // 重传丢失的包(9)
                         return;
                 }
                 if (icsk->icsk_ca_state != TCP_CA_Open)
                         return;
                 /* Loss is undone; fall through to processing in Open state. */
         default:
                 if (tcp_is_reno(tp)) {   // 么有SACK,那么就是RENO算法处理:收到三个dup-ACK(即sacked_out==3),就开始重传
                         if (flag & FLAG_SND_UNA_ADVANCED)  // 如果收到少于 3 个 dupack 后又收到累计确认,则会重置之前的 sacked_out 计数
                                 tcp_reset_reno_sack(tp);   // 重新置0
                         if (is_dupack)                     // 如果收到一个dup-ack,将sacked_out++
                                 tcp_add_reno_sack(sk);
                 }
 
                 if (icsk->icsk_ca_state == TCP_CA_Disorder)
                         tcp_try_undo_dsack(sk);   // DSACK确认了所有重传数据
 
                 if (!tcp_time_to_recover(sk)) {   // 判断是否进入恢复状态
                         tcp_try_to_open(sk, flag);// 如果不可以,那么会判断是否进入Open、Disorder、CWR等状态
                         return;                   // 只有收到三个dup-ack时候,才进入快速回复,否则都返回
                 }
 
                 /* MTU probe failure: don‘t reduce cwnd */
                 if (icsk->icsk_ca_state < TCP_CA_CWR &&
                     icsk->icsk_mtup.probe_size &&
                     tp->snd_una == tp->mtu_probe.probe_seq_start) {
                         tcp_mtup_probe_failed(sk);   // MTU探测失败
                         /* Restores the reduction we did in tcp_mtup_probe() */
                         tp->snd_cwnd++;
                         tcp_simple_retransmit(sk);  // 做一个简单的转发,而不使用回退机制。用于路径MTU发现。 
                         return;
                 }
                 // 说明已经收到第 3 个连续 dupack,此时 sacked_out = 3,进入恢复态
                 /* Otherwise enter Recovery state */
                 // 进入恢复状态
                 if (tcp_is_reno(tp))
                         NET_INC_STATS_BH(LINUX_MIB_TCPRENORECOVERY);
                 else
                         NET_INC_STATS_BH(LINUX_MIB_TCPSACKRECOVERY);
 
                 tp->high_seq = tp->snd_nxt;
                 tp->prior_ssthresh = 0;
                 tp->undo_marker = tp->snd_una;
                 tp->undo_retrans = tp->retrans_out;

                 if (icsk->icsk_ca_state < TCP_CA_CWR) {
                         if (!(flag & FLAG_ECE))
                                 tp->prior_ssthresh = tcp_current_ssthresh(sk);  // 根据状态获取当前门限值
                         tp->snd_ssthresh = icsk->icsk_ca_ops->ssthresh(sk);     // 更新
                         TCP_ECN_queue_cwr(tp);
                 }
 
                 tp->bytes_acked = 0;
                 tp->snd_cwnd_cnt = 0;
                 tcp_set_ca_state(sk, TCP_CA_Recovery);  // 键入恢复状态
                 fast_rexmit = 1;  // 快速重传
         }
 
         if (do_lost || (tcp_is_fack(tp) && tcp_head_timedout(sk))) // 如果丢失需要重传 || 超时重传
                 tcp_update_scoreboard(sk, fast_rexmit);   // 标志丢失和超时的数据包,增加lost_out(10)
         tcp_cwnd_down(sk, flag);     // 减小cwnd窗口(11)
         tcp_xmit_retransmit_queue(sk);// 重传丢失包
 }


下面看一下里面的函数:

先看:tcp_mark_head_lost:通过给丢失的数据包标志TCPCB_LOST,就可以表明哪些数据包需要重传。

注意参数:packets = fackets_out - reordering,其实就是sacked_out + lost_out。被标志为LOST的段数不能超过packets。

那么packets 就是标记丢失的包们数量

/* Mark head of queue up as lost. With RFC3517 SACK, the packets is
 * is against sacked "cnt", otherwise it‘s against facked "cnt"
 */
static void tcp_mark_head_lost(struct sock *sk, int packets)
{
         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
         struct sk_buff *skb;
         int cnt, oldcnt;
         int err;
         unsigned int mss;
 
         BUG_TRAP(packets <= tp->packets_out);   // 丢失的包不可能比所有发出去的包的数量
         if (tp->lost_skb_hint) {  // 如果已经有标识为丢失的段了 
                 skb = tp->lost_skb_hint;  // 下一个需要标记的数据段
                 cnt = tp->lost_cnt_hint;  // 已经标记了多少段
         } else {
                 skb = tcp_write_queue_head(sk);    // 获得链表的第一个结构元素
                 cnt = 0;    // 初始化标记了0个数据
         }
         // 下面开始遍历
         tcp_for_write_queue_from(skb, sk) {
                 if (skb == tcp_send_head(sk))   // return sk->sk_send_head; 即snd_nxt,那么还没有发送不需要处理,break;
                         break;
                 /* TODO: do this better */
                 /* this is not the most efficient way to do this... */
                 tp->lost_skb_hint = skb;    // 更新丢失队列信息
                 tp->lost_cnt_hint = cnt;
 
                 if (after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tp->high_seq))   // high_seq是最大的标记为LOST的号,不可以超过这个
                         break;   // 若这个skb超过,退出
 
                 oldcnt = cnt;   // 保存cnt
                 if (tcp_is_fack(tp) || tcp_is_reno(tp) ||
                     (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_ACKED))
                         cnt += tcp_skb_pcount(skb);   // 表示这个段已经被标记
 
                 if (cnt > packets) {
                         if (tcp_is_sack(tp) || (oldcnt >= packets))   // 已经超过了丢失包数量,break
                                 break;
 
                         mss = skb_shinfo(skb)->gso_size; // 得到MSS
                         err = tcp_fragment(sk, skb, (packets - oldcnt) * mss, mss);   // 下面分配,前面说过了
                         if (err < 0)
                                 break;
                         cnt = packets;
                 }
                 // 下面这一段就是做标记动作
                 if (!(TCP_SKB_CB(skb)->sacked & (TCPCB_SACKED_ACKED|TCPCB_LOST))) {
                         TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_LOST;   // 标识
                         tp->lost_out += tcp_skb_pcount(skb);     // 丢失包+=
                         tcp_verify_retransmit_hint(tp, skb);     // 其实就是标记这个丢失,加入重传标记队列
                }
         }
         tcp_verify_left_out(tp);
}


看一下tcp_verify_retransmit_hint函数:

static void tcp_verify_retransmit_hint(struct tcp_sock *tp, struct sk_buff *skb)
{
         if ((tp->retransmit_skb_hint == NULL) ||
             before(TCP_SKB_CB(skb)->seq,
                    TCP_SKB_CB(tp->retransmit_skb_hint)->seq))
                 tp->retransmit_skb_hint = skb;    // 加入这个队列
 
         if (!tp->lost_out ||
             after(TCP_SKB_CB(skb)->end_seq, tp->retransmit_high))   // 如果最后一个数据标号比high大,明显更新high
                 tp->retransmit_high = TCP_SKB_CB(skb)->end_seq;
}


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OK,再看一下这个函数tcp_try_undo_recovery:

static int tcp_try_undo_recovery(struct sock *sk)
{
         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
 
         if (tcp_may_undo(tp)) {  // 如果可以undo
                 /* Happy end! We did not retransmit anything
                  * or our original transmission succeeded.
                  */
                 DBGUNDO(sk, inet_csk(sk)->icsk_ca_state == TCP_CA_Loss ? "loss" : "retrans");
                 tcp_undo_cwr(sk, 1);   // 具体处理
                 if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state == TCP_CA_Loss)
                         NET_INC_STATS_BH(LINUX_MIB_TCPLOSSUNDO);
                 else
                         NET_INC_STATS_BH(LINUX_MIB_TCPFULLUNDO);
                 tp->undo_marker = 0;
         }
         if (tp->snd_una == tp->high_seq && tcp_is_reno(tp)) {
                 /* Hold old state until something *above* high_seq
                  * is ACKed. For Reno it is MUST to prevent false
                  * fast retransmits (RFC2582). SACK TCP is safe. */
                 tcp_moderate_cwnd(tp);   // 更新窗口大小
                 return 1;
         }
         tcp_set_ca_state(sk, TCP_CA_Open);
         return 0;
}

OK看一下tcp_may_undo函数:检测能否撤销

static inline bool tcp_may_undo(const struct tcp_sock *tp)
{
         return tp->undo_marker && (!tp->undo_retrans || tcp_packet_delayed(tp));
}

首先得有undo_marker标识才OK!然后undo_retrans的意思是最近的Recovery时间内重传的数据包个数,如果收到一个DSACK那么undo_retrans减一,如果最后等于0,那么说明都被确认了,没有必要重传,所以没有必要调整窗口。或tcp_packet_delayed(tp)条件。如下:

static inline int tcp_packet_delayed(struct tcp_sock *tp)
{
         return !tp->retrans_stamp ||
                 (tp->rx_opt.saw_tstamp && tp->rx_opt.rcv_tsecr &&
                  (__s32)(tp->rx_opt.rcv_tsecr - tp->retrans_stamp) < 0); // 接收ACK时间在重传数据之前
}

下面 看一下这个函数tcp_complete_cwr:


static inline void tcp_complete_cwr(struct sock *sk)
{
         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
         tp->snd_cwnd = min(tp->snd_cwnd, tp->snd_ssthresh);   // 调整窗口
         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
         tcp_ca_event(sk, CA_EVENT_COMPLETE_CWR); // 出发事件
}


/* CWND moderation, preventing bursts due to too big ACKs
 * in dubious situations.
 */
static inline void tcp_moderate_cwnd(struct tcp_sock *tp)  // 修改窗口值
{
         tp->snd_cwnd = min(tp->snd_cwnd,
                            tcp_packets_in_flight(tp) + tcp_max_burst(tp));  // 防止怀疑的ACK情况,所以取min值
         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
}


-------------------------------------

再看看这个函数tcp_try_undo_dsack:当DSACK确认所有的重传数据,那么undo_retrans=0,那么需要回复窗口原来的情况

/* Try to undo cwnd reduction, because D-SACKs acked all retransmitted data */
static void tcp_try_undo_dsack(struct sock *sk)
{
         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
 
         if (tp->undo_marker && !tp->undo_retrans) {   // 所有的段都被确认了
                 DBGUNDO(sk, "D-SACK");
                 tcp_undo_cwr(sk, 1);                  // 撤销(1)
                 tp->undo_marker = 0;
                 NET_INC_STATS_BH(LINUX_MIB_TCPDSACKUNDO);
         }
}

撤销函数

static void tcp_undo_cwr(struct sock *sk, const int undo)
{
         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
 
         if (tp->prior_ssthresh) {  // 如果保存了旧的门限值
                 const struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
 
                 if (icsk->icsk_ca_ops->undo_cwnd)
                         tp->snd_cwnd = icsk->icsk_ca_ops->undo_cwnd(sk);   // 这个函数可以自己添加
                 else
                         tp->snd_cwnd = max(tp->snd_cwnd, tp->snd_ssthresh << 1);  // 如果没有定义那个函数,那么做简单的处理
 
                 if (undo && tp->prior_ssthresh > tp->snd_ssthresh) {
                         tp->snd_ssthresh = tp->prior_ssthresh;
                         TCP_ECN_withdraw_cwr(tp);
                 }
         } else {   // 没有保存旧的阈值
                 tp->snd_cwnd = max(tp->snd_cwnd, tp->snd_ssthresh);   // 
         }
         tcp_moderate_cwnd(tp);  ////// 上面已经说了
         tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;
 
         /* There is something screwy going on with the retrans hints after
            an undo */
         tcp_clear_all_retrans_hints(tp);// 清空所有的重传信息
}


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接收到重复的ACK,那么需要对sacked_out处理,看函数tcp_add_reno_sack:

/* Emulate SACKs for SACKless connection: account for a new dupack. */
 
static void tcp_add_reno_sack(struct sock *sk)
{
         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
         tp->sacked_out++;       // 收到重复的ACK,那么这个值++
         tcp_check_reno_reordering(sk, 0); // 检查是否有reordering(1)
         tcp_verify_left_out(tp);   // 
}
 
看看这个检查reordering函数:

/* If we receive more dupacks than we expected counting segments
 * in assumption of absent reordering, interpret this as reordering.
 * The only another reason could be bug in receiver TCP.
 */
static void tcp_check_reno_reordering(struct sock *sk, const int addend)
{
         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
         if (tcp_limit_reno_sacked(tp))   // 检查sack的数量是否超过限度
                 tcp_update_reordering(sk, tp->packets_out + addend, 0); // 如果是reordering则更新reordering
}


/* Limits sacked_out so that sum with lost_out isn‘t ever larger than
 * packets_out. Returns zero if sacked_out adjustement wasn‘t necessary.
 */
int tcp_limit_reno_sacked(struct tcp_sock *tp)  // 限制sacked_out目的是使得sacked_out + lost_out <= packeted_out
{                                               
         u32 holes;
 
         holes = max(tp->lost_out, 1U);       // 获得hole
         holes = min(holes, tp->packets_out);
 
         if ((tp->sacked_out + holes) > tp->packets_out) {   // 如果大于发出的包,那么reordering就需要了
                 tp->sacked_out = tp->packets_out - holes;   // 因为此处的dup-ack是reorder造成的
                 return 1;
         }
         return 0;
}


下面看看更新reordering函数tcp_update_reordering:

static void tcp_update_reordering(struct sock *sk, const int metric,
                                   const int ts)
{
         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
         if (metric > tp->reordering) {   // 如果现在的数量 > 之前的reorder
                 tp->reordering = min(TCP_MAX_REORDERING, metric);    // 获得ordering值(注意不能超过最大设置值)
 
                 /* This exciting event is worth to be remembered. 8) */
                 if (ts)
                         NET_INC_STATS_BH(LINUX_MIB_TCPTSREORDER);         // 统计信息
                 else if (tcp_is_reno(tp))
                         NET_INC_STATS_BH(LINUX_MIB_TCPRENOREORDER);
                 else if (tcp_is_fack(tp))
                         NET_INC_STATS_BH(LINUX_MIB_TCPFACKREORDER);
                 else
                         NET_INC_STATS_BH(LINUX_MIB_TCPSACKREORDER);
#if FASTRETRANS_DEBUG > 1
                 printk(KERN_DEBUG "Disorder%d %d %u f%u s%u rr%d\n",
                        tp->rx_opt.sack_ok, inet_csk(sk)->icsk_ca_state,
                        tp->reordering,
                        tp->fackets_out,
                        tp->sacked_out,
                        tp->undo_marker ? tp->undo_retrans : 0);
#endif
                 tcp_disable_fack(tp);       // 禁用fack(fack是基于有序的,因为已经使用order了,所以禁用fack)
         }
}


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下面再看一下这个tcp_try_undo_partial函数:在恢复状态,收到部分ACK确认,使用这个函数撤销拥塞调整。

/* Undo during fast recovery after partial ACK. */
 
static int tcp_try_undo_partial(struct sock *sk, int acked)
{
         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
         /* Partial ACK arrived. Force Hoe‘s retransmit. */ // 收到部分ACK,对于SACK来说不需要重传,对于RENO需要
         int failed = tcp_is_reno(tp) || (tcp_fackets_out(tp) > tp->reordering);  // 或者facked_out数量比reordering要大
 
         if (tcp_may_undo(tp)) {   // 是否可以调整(上面已说)
                 /* Plain luck! Hole if filled with delayed
                  * packet, rather than with a retransmit.
                  */
                 if (tp->retrans_out == 0)      // 重传包=0
                         tp->retrans_stamp = 0; // 重置重传时间
 
                 tcp_update_reordering(sk, tcp_fackets_out(tp) + acked, 1);   // 需要更新reordering( 上面 )
 
                 DBGUNDO(sk, "Hoe");
                 tcp_undo_cwr(sk, 0);   // 撤销操作( 上面 )
                 NET_INC_STATS_BH(LINUX_MIB_TCPPARTIALUNDO);
 
                 /* So... Do not make Hoe‘s retransmit yet.
                  * If the first packet was delayed, the rest
                  * ones are most probably delayed as well.
                  */
                 failed = 0;   // 表示不用重传了,可以发送新的数据
         }
         return failed;  // 返回是否需要重传
}


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下面继续看tcp_try_undo_loss函数:收到部分确认之后,从loss状态撤销窗口调整

/* Undo during loss recovery after partial ACK. */
static int tcp_try_undo_loss(struct sock *sk)
{
         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
 
         if (tcp_may_undo(tp)) {  // 如果可以undo
                 struct sk_buff *skb;
                 tcp_for_write_queue(skb, sk) {    // 遍历整个发送queue
                         if (skb == tcp_send_head(sk))  // 直到还没有发送的数据头之前(前面的都已经发送)
                                 break;
                         TCP_SKB_CB(skb)->sacked &= ~TCPCB_LOST;  // 清除LOST标记
                 }
 
                 tcp_clear_all_retrans_hints(tp);   // 清除所有的重传信息
 
                 DBGUNDO(sk, "partial loss");
                 tp->lost_out = 0;      // 重置
                 tcp_undo_cwr(sk, 1);   // 撤销窗口调整
                 NET_INC_STATS_BH(LINUX_MIB_TCPLOSSUNDO);
                 inet_csk(sk)->icsk_retransmits = 0;
                 tp->undo_marker = 0;
                 if (tcp_is_sack(tp))
                         tcp_set_ca_state(sk, TCP_CA_Open);  // 设置状态OPEN
                 return 1;
         }
         return 0;
}


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下面看一下tcp_update_scoreboard函数:其实就是更新lost包数量,这个涉及到不同的算法不一样的结果,没有SACK(reno),有SACK,有FACK情况

1) 没有SACK:每次收到重复的ACK或部分ack时,标志一个包为丢失。

2)    有SACK:sacked_out - reordering > 0 时候,标记为这么多丢失,若小于0,标记为1个丢失(前提是有重传标识)

3)    有FACK:fackets_out - reordering  >0 时候,标记为这么多丢失,若小于0,标记为1个丢失

( 注意:小于0的情况是因为考虑到reordering情况 )

/* Account newly detected lost packet(s) */
 
static void tcp_update_scoreboard(struct sock *sk, int fast_rexmit)
{
         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
 
         if (tcp_is_reno(tp)) {   // 最普通的,没有SACK情况
                 tcp_mark_head_lost(sk, 1);   // 标记为一个丢失
         } else if (tcp_is_fack(tp)) {    // 如果是fack
                 int lost = tp->fackets_out - tp->reordering;  // 判断这个值大小
                 if (lost <= 0)
                         lost = 1;  // 小于0指标记一个
                 tcp_mark_head_lost(sk, lost);  // 否则标记所有的
         } else {   // 仅仅有SACK情况
                 int sacked_upto = tp->sacked_out - tp->reordering;
                 if (sacked_upto < fast_rexmit)
                         sacked_upto = fast_rexmit;
                 tcp_mark_head_lost(sk, sacked_upto);   // 同上
         }
 
         /* New heuristics: it is possible only after we switched
          * to restart timer each time when something is ACKed.
          * Hence, we can detect timed out packets during fast
          * retransmit without falling to slow start.
          */
         if (tcp_is_fack(tp) && tcp_head_timedout(sk)) {   // 下面检查超时包( 先检查第一个数据包是否超时 )
                 struct sk_buff *skb;
 
                 skb = tp->scoreboard_skb_hint ? tp->scoreboard_skb_hint
                         : tcp_write_queue_head(sk);
 
                 tcp_for_write_queue_from(skb, sk) {
                         if (skb == tcp_send_head(sk))
                                 break;
                         if (!tcp_skb_timedout(sk, skb))  // 检查所有的超时包,没有超时的就break
                                 break;
 
                         if (!(TCP_SKB_CB(skb)->sacked & (TCPCB_SACKED_ACKED|TCPCB_LOST))) {
                                 TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_LOST;   // 标记为lost
                                 tp->lost_out += tcp_skb_pcount(skb);     // 增加lost数量
                                 tcp_verify_retransmit_hint(tp, skb);     
                         }
                 }
 
                 tp->scoreboard_skb_hint = skb;
 
                tcp_verify_left_out(tp);
         }
}


---------------------------


下面继续看这个减小窗口函数:tcp_cwnd_down,

/* Decrease cwnd each second ack. */ // 每收到2个确认将拥塞窗口减1,直到拥塞窗口等于慢启动阈值。
static void tcp_cwnd_down(struct sock *sk, int flag)
{
         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
         int decr = tp->snd_cwnd_cnt + 1;  // 计数器
 
         if ((flag & (FLAG_ANY_PROGRESS | FLAG_DSACKING_ACK)) ||
             (tcp_is_reno(tp) && !(flag & FLAG_NOT_DUP))) {
                 tp->snd_cwnd_cnt = decr & 1;// 因为此处只可能是0,1三个值,这样的操作其实就是切换值,例如现在是第一个ACK,即之前的snd_cwnd_cnt=0,decr=1,那么1&1=1,将snd_cwnd_cnt赋值为1;第二个ACK到来,decr=2,则2&1=0,相当于又将snd_cwnd_cnt初始化为0,因为两个ACK就需要处理一次。
                 decr >>= 1;   // 除以2,是判断是第一个ACK,还是第二个;第一个的话值=0,下面不会执行,是2的话=1,下面一句会执行
 
                 if (decr && tp->snd_cwnd > tcp_cwnd_min(sk)) // 如果是第二个ACK && 比最小的门限值还大一点,那么还需要减小cwnd
                         tp->snd_cwnd -= decr;  // 减小一个,^_^
 
                 tp->snd_cwnd = min(tp->snd_cwnd, tcp_packets_in_flight(tp) + 1);  // 用于微调,和外面的数据包数量比较
                 tp->snd_cwnd_stamp = tcp_time_stamp;    // 改变时间戳
         } 
}

--------------------------------

最后需要看一下这个重传数据的函数tcp_xmit_retransmit_skb:可以看这个链接:tcp_xmit_retransmit_skb



Linux 内核网络协议栈 ------ TCP拥塞状态机 tcp_fastretrans_alert,布布扣,bubuko.com

Linux 内核网络协议栈 ------ TCP拥塞状态机 tcp_fastretrans_alert

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