1. 简介
在计算机网络中，TCP（Transmission Control Protocol）是一种可靠的传输协议，它负责将数据可靠地传输到网络中的接收方。TCP协议通过使用重传机制来确保数据的可靠性。当数据包丢失或损坏时，TCP会重新发送这些数据包，以确保数据的完整性。本文将深入研究Linux TCP技术中的重传机制。
2. TCP重传机制概述
TCP使用一种称为Go-Back-N的重传机制来实现可靠数据传输。当发送方的TCP发送一个数据包时，它会启动定时器，等待接收方发送确认应答。如果发送方在定时器超时之前收到了确认应答，定时器会被取消。如果定时器超时，发送方会假定数据包丢失，并将它重新发送。
TCP还实现了拥塞控制机制，它可以根据网络的拥塞程度调整数据包的发送率。如果网络拥塞，TCP会减少发送速率；如果网络负载较轻，TCP会增加发送速率。
3. TCP重传机制的实现
3.1 重传超时时间计算
重传超时时间（RTO）是指发送方在没有收到确认应答的情况下等待重传的时间。
在Linux中，RTO的计算使用了一种称为RTT（Round Trip Time）的估算算法。RTT是一个很重要的参数，它表示数据包从发送到接收并收到确认应答的时间。Linux使用一种称为Karn算法的方法来估算RTT。
struct tcp_info info;
int length = sizeof(struct tcp_info);
getsockopt(sock, IPPROTO_TCP, TCP_INFO, &info, &length);
unsigned int srtt = info.tcpi_srtt;
unsigned int rttvar = info.tcpi_rttvar;
unsigned int rto = (srtt + max(5*rttvar, 10)) / 1000;
在上述代码中，首先使用getsockopt函数获取TCP连接的相关信息，然后使用这些信息计算出RTO的值。
3.2 快速重传
快速重传是指接收方在连续收到同个序号的重复数据包时，可以提前发送累积确认。这种机制可以提高数据传输的效率。
在Linux中，快速重传是通过TCP的SACK（Selective Acknowledgments）选项来实现的。SACK选项允许接收方告知发送方自己已经收到了哪些数据，从而可以提前发送累积确认。SACK选项在接收端启用，但发送端也需要支持SACK选项才能实现快速重传。
4. TCP重传机制的优化
4.1 延迟确认
延迟确认是一种优化机制，通过将确认应答延迟发送，可以减少网络中的确认包数量，从而提高传输效率。
在Linux中，默认情况下，TCP会启用延迟确认。延迟确认的原则是在数据发送端空闲或者发送完一定数量的数据后，才发送确认应答。
4.2 数据包合并
数据包合并是指将多个较小的数据包合并成一个较大的数据包发送，以减少TCP头部的开销。
在Linux中，默认情况下，TCP会启用数据包合并。数据包合并可以通过延时ACK和Nagle算法来实现。延时ACK要求在接收方发送确认应答之前等待一定时间，以便合并多个ACK。Nagle算法要求发送方将数据包缓存，直到收到上一个数据包的确认应答。
5. 总结
本文对Linux TCP技术中的重传机制进行了详细的研究。TCP的重传机制保证了数据的可靠传输，并且通过快速重传、延迟确认和数据包合并等优化措施提高了数据传输效率。