RACK與重複ACK

默認情況下sysctl_tcp_recovery的值爲1（TCP_RACK_LOSS_DETECTION），也可通過PROC文件：/proc/sys/net/ipv4/tcp_recovery進行修改，如果設置了標誌位TCP_RACK_NO_DUPTHRESH，表明RACK不使用重複ACK閾值（DupAck Threshold），默認未設置此標誌。

#define TCP_RACK_LOSS_DETECTION  0x1 /* Use RACK to detect losses */
#define TCP_RACK_STATIC_REO_WND  0x2 /* Use static RACK reo wnd */
#define TCP_RACK_NO_DUPTHRESH    0x4 /* Do not use DUPACK threshold in RACK */
 
$ cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_recovery
1

如下tcp_rack_reo_wnd函數，如果當前套接口沒有觀察到亂序發生，並且當前處於擁塞恢復狀態（TCP_CA_Recovery）或者TCP_CA_Loss擁塞丟失狀態，返回亂序窗口零，以便儘快的確認丟失報文，觸發重傳。反之，如果擁塞狀態不處於以上的兩種狀態，RACK開啓了DUPTHRESH的支持，並且SACK確認報文數量超過了亂序等級，很有可能發生了丟包，接下來可能會進入TCP_CA_Recovery或者TCP_CA_Loss狀態，也返回值爲零的亂序窗口，以便RACK作出快速響應。

否則，函數tcp_rack_reo_wnd返回正常的亂序窗口。

static u32 tcp_rack_reo_wnd(const struct sock *sk)
{
    struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);

    if (!tp->reord_seen) {
        /* If reordering has not been observed, be aggressive during
         * the recovery or starting the recovery by DUPACK threshold.
         */
        if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state >= TCP_CA_Recovery)
            return 0;

        if (tp->sacked_out >= tp->reordering &&
            !(sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_recovery & TCP_RACK_NO_DUPTHRESH))
            return 0;
    }
    /* To be more reordering resilient, allow min_rtt/4 settling delay.
     * Use min_rtt instead of the smoothed RTT because reordering is
     * often a path property and less related to queuing or delayed ACKs.
     * Upon receiving DSACKs, linearly increase the window up to the
     * smoothed RTT.
     */
    return min((tcp_min_rtt(tp) >> 2) * tp->rack.reo_wnd_steps, tp->srtt_us >> 3);

如下丟失報文檢查函數，如果當前報文的發送時間戳加上最近測量的RTT和亂序窗口時長，小於當前TCP時間，即認爲此報文已經丟失。以上函數將亂序窗口時長設置爲0，報文更容易被認定爲丟失。

static void tcp_rack_detect_loss(struct sock *sk, u32 *reo_timeout)
{
    *reo_timeout = 0;
    reo_wnd = tcp_rack_reo_wnd(sk);
    list_for_each_entry_safe(skb, n, &tp->tsorted_sent_queue, tcp_tsorted_anchor) {
        struct tcp_skb_cb *scb = TCP_SKB_CB(skb);

        ...

        /* A packet is lost if it has not been s/acked beyond
         * the recent RTT plus the reordering window.
         */
        remaining = tcp_rack_skb_timeout(tp, skb, reo_wnd);
        if (remaining <= 0) {
            tcp_mark_skb_lost(sk, skb);
            list_del_init(&skb->tcp_tsorted_anchor);

如下tcp_rack_mark_lost函數，根據以上tcp_rack_detect_loss函數返回的timeout超時時間值，設置ICSK_TIME_REO_TIMEOUT定時器。

void tcp_rack_mark_lost(struct sock *sk)
{
    ...
    tcp_rack_detect_loss(sk, &timeout);
    if (timeout) {
        timeout = usecs_to_jiffies(timeout) + TCP_TIMEOUT_MIN;
        inet_csk_reset_xmit_timer(sk, ICSK_TIME_REO_TIMEOUT,
                      timeout, inet_csk(sk)->icsk_rto);

如下定時器到期處理函數，如果tcp_rack_detect_loss函數標記了新的丟失報文，函數tcp_xmit_retransmit_queue將進行立即重傳。

void tcp_rack_reo_timeout(struct sock *sk)
{
    struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
    u32 timeout, prior_inflight;

    prior_inflight = tcp_packets_in_flight(tp);
    tcp_rack_detect_loss(sk, &timeout);
    if (prior_inflight != tcp_packets_in_flight(tp)) {
        if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Recovery) {
            tcp_enter_recovery(sk, false);
            if (!inet_csk(sk)->icsk_ca_ops->cong_control)
                tcp_cwnd_reduction(sk, 1, 0);
        }
        tcp_xmit_retransmit_queue(sk);

除了以上的亂序超時處理函數之外，在函數tcp_identify_packet_loss中，也調用tcp_rack_mark_lost標記丟失報文。

static void tcp_identify_packet_loss(struct sock *sk, int *ack_flag)
{
    struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);

    if (tcp_rtx_queue_empty(sk))
        return;

    if (unlikely(tcp_is_reno(tp))) {
        ...
    } else if (tcp_is_rack(sk)) {
        u32 prior_retrans = tp->retrans_out;

        tcp_rack_mark_lost(sk);
        if (prior_retrans > tp->retrans_out)
            *ack_flag |= FLAG_LOST_RETRANS;

以上函數的調用位於ACK處理函數tcp_fastretrans_alert中，對應於最開始的函數tcp_rack_reo_wnd，如果套接口位於TCP_CA_Recovery或者TCP_CA_Loss狀態，標記丟失報文儘快重傳。否則套接口處於其他的擁塞狀態，tcp_time_to_recover函數將盡快判斷進入TCP_CA_Recovery狀態。

static void tcp_fastretrans_alert(struct sock *sk, const u32 prior_snd_una,
                  int num_dupack, int *ack_flag, int *rexmit)
{
    switch (icsk->icsk_ca_state) {
    case TCP_CA_Recovery:
        ...
        tcp_identify_packet_loss(sk, ack_flag);
        break;
    case TCP_CA_Loss:
        tcp_process_loss(sk, flag, num_dupack, rexmit);
        tcp_identify_packet_loss(sk, ack_flag);
        ...
        /* fall through */
    default:
        ...
        tcp_identify_packet_loss(sk, ack_flag);
        if (!tcp_time_to_recover(sk, flag)) {
            tcp_try_to_open(sk, flag);
            return;
        }
        ...
        /* Otherwise enter Recovery state */
        tcp_enter_recovery(sk, (flag & FLAG_ECE));
        fast_rexmit = 1;
    }
    ...
    *rexmit = REXMIT_LOST;

如果在tcp_rack_detect_loss函數中標記了丟失報文，lost_out有值，進入TCP_CA_Recovery擁塞狀態，重傳丟失報文（REXMIT_LOST）。

static bool tcp_time_to_recover(struct sock *sk, int flag)
{
    struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);

    /* Trick#1: The loss is proven. */
    if (tp->lost_out)
        return true;

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