TCP F-RTO浅析

F-RTO为了解决一个问题，RFC5682最开头有说：

It has been pointed out that the retransmission timer can expire spuriously and cause unnecessary retransmissions when no segments have been lost [LK00, GL02, LM03]. After a spurious retransmission timeout, the late acknowledgments of the original segments arrive at the sender, usually triggering unnecessary retransmissions of a whole window of segments during the RTO recovery. Furthermore, after a spurious retransmission timeout, a conventional TCP sender increases the congestion window on each late acknowledgment in slow start. This injects a large number of data segments into the network within one round-trip time, thus violating the packet conservation principle [Jac88].

F-RTO的目标是避免不必要重传，减少了网络上的数据包，这可有效减缓拥塞，是一个利他利己的效果，至于拥塞状态机的undo只是它的副作用。
造成虚假超时的原因大致两类：

• 突发拥塞。这导致瞬时RTT升高，造成RTO重传。
• 路由重收敛。这导致路径切换，新路径RTT偏高。

其中拥塞因素不再赘述，路由重收敛值得一提。

路由重收敛时间接近分钟级别，即使是小范围路由抖动也需秒级方可稳定，在TCP看来，RTO超时是必然的，RTO超时后即重传UNA，UNA将沿着新的路径到达对端并被ACK，接下来的做法，是理解F-RTO算法的核心。收到重传的UNA的ACK后，sender可以：

• 重传UNA～RecoveryPoint。
• 传输新报文。

如果重传UNA～RecoveryPoint，显然是没有必要的，徒增了网络负载，如果传输新报文，由于TCP是积累确认，接下来从返回的ACK就能判断RTO超时是真超时还是假超时了：

• 若ACK包含SACK，则为真超时，迄今只发了UNA和新报文，SACK说明有空洞，实锤(大概率)丢包。
• 若ACK确认了从未重传的报文，则必然为假超时，undo恢复。

F-RTO，顾名思义，其中的F就是Forward，即发送新报文的意思。
下图展示了标准RTO超时后的tcptrace图样例：

下面是启用F-RTO后的：

浙江温州皮鞋湿，下雨进水不会胖。