TCP 协议灵魂问题，巩固你的网路底层基础( 四 ) ：TCP协议灵魂问题

007:能不能说说TCP报文中时间戳的作用？
timestamp是TCP报文首部的一个可选项，一共占10个字节，格式如下:
kind(1字节)+length(1字节)+info(8个字节)
其中kind=8 ， length=10 ， info有两部分构成:timestamp和timestampecho ，各占4个字节。
那么这些字段都是干嘛的呢？它们用来解决那些问题？
接下来我们就来一一梳理， TCP的时间戳主要解决两大问题:
计算往返时延RTT(Round-TripTime)防止序列号的回绕问题计算往返时延RTT
在没有时间戳的时候，计算RTT会遇到的问题如下图所示:

文章图片
如果以第一次发包为开始时间的话，就会出现左图的问题， RTT明显偏大，开始时间应该采用第二次的；
如果以第二次发包为开始时间的话，就会导致右图的问题， RTT明显偏小，开始时间应该采用第一次发包的。
实际上无论开始时间以第一次发包还是第二次发包为准，都是不准确的。
那这个时候引入时间戳就很好的解决了这个问题。
比如现在a向b发送一个报文s1 ， b向a回复一个含ACK的报文s2那么：
step1:a向b发送的时候， timestamp中存放的内容就是a主机发送时的内核时刻ta1 。 step2:b向a回复s2报文的时候， timestamp中存放的是b主机的时刻tb,timestampecho字段为从s1报文中解析出来的ta1 。 step3:a收到b的s2报文之后，此时a主机的内核时刻是ta2,而在s2报文中的timestampecho选项中可以得到ta1,也就是s2对应的报文最初的发送时刻。然后直接采用ta2-ta1就得到了RTT的值。防止序列号回绕问题
现在我们来模拟一下这个问题。
序列号的范围其实是在0~2^32-1,为了方便演示，我们缩小一下这个区间，假设范围是0~4 ，那么到达4的时候会回到0 。
第几次发包发送字节对应序列号状态10~10~1成功接收21~21~2滞留在网络中32~32~3成功接收43~43~4成功接收54~50~1成功接收，序列号从0开始65~61~2？？？
假设在第6次的时候，之前还滞留在网路中的包回来了，那么就有两个序列号为1~2的数据包了，怎么区分谁是谁呢？这个时候就产生了序列号回绕的问题。
那么用timestamp就能很好地解决这个问题，因为每次发包的时候都是将发包机器当时的内核时间记录在报文中，那么两次发包序列号即使相同，时间戳也不可能相同，这样就能够区分开两个数据包了。
008:TCP的超时重传时间是如何计算的？
TCP具有超时重传机制，即间隔一段时间没有等到数据包的回复时，重传这个数据包。
那么这个重传间隔是如何来计算的呢？
今天我们就来讨论一下这个问题。
这个重传间隔也叫做超时重传时间(RetransmissionTimeOut,简称RTO) ，它的计算跟上一节提到的RTT密切相关。这里我们将介绍两种主要的方法，一个是经典方法，一个是标准方法。
经典方法
经典方法引入了一个新的概念——SRTT(Smoothedroundtriptime ，即平滑往返时间) ，没产生一次新的RTT.就根据一定的算法对SRTT进行更新，具体而言，计算方式如下(SRTT初始值为0):
SRTT=(α*SRTT)+((1-α)*RTT)
其中， α是平滑因子，建议值是0.8 ，范围是0.8~0.9 。
拿到SRTT ，我们就可以计算RTO的值了:
RTO=min(ubound,max(lbound,β*SRTT))
β是加权因子，一般为1.3~2.0 ， lbound是下界， ubound是上界。
其实这个算法过程还是很简单的，但是也存在一定的局限，就是在RTT稳定的地方表现还可以，而在RTT变化较大的地方就不行了，因为平滑因子α的范围是0.8~0.9,RTT对于RTO的影响太小。
标准方法
为了解决经典方法对于RTT变化不敏感的问题，后面又引出了标准方法，也叫Jacobson/Karels算法。
一共有三步。
第一步:计算SRTT ，公式如下:
SRTT=(1-α)*SRTT+α*RTT
注意这个时候的α跟经典方法中的α取值不一样了，建议值是1/8 ，也就是0.125 。
第二步:计算RTTVAR(round-triptimevariation)这个中间变量。
RTTVAR=(1-β)*RTTVAR+β*(|RTT-SRTT|)
β建议值为0.25 。这个值是这个算法中出彩的地方，也就是说，它记录了最新的RTT与当前SRTT之间的差值，给我们在后续感知到RTT的变化提供了抓手。
第三步:计算最终的RTO:
RTO=μ*SRTT+?*RTTVAR
μ建议值取1,?建议值取4 。
这个公式在SRTT的基础上加上了最新RTT与它的偏移，从而很好的感知了RTT的变化，这种算法下， RTO与RTT变化的差值关系更加密切。
009:能不能说一说TCP的流量控制？
对于发送端和接收端而言， TCP需要把发送的数据放到发送缓存区,将接收的数据放到接收缓存区。