文章轉自老衲五木的新浪博客
這節討論TCP的定時處理函數。在前面的討論中，我們看到了與TCP的各種定時器，包括重傳定時器、持續定時器和保活定時器，此外TCP中還有幾個定時器我們還未涉及。這裏總的來看看TCP中的各個定時器。TCP爲每條連接總共建立了七個定時器，依次爲：
1 )“連接建立(connection establishment)”定時器在發送SYN報文段建立一條新連接時啓動。如果在75秒內沒有收到響應，連接建立將中止。
2 )“重傳(retransmission)”定時器在TCP發送某個數據段時設定。如果該定時器超時而對端的確認還未到達，TCP將重傳該數據段。重傳定時器的值 (即TCP等待對端確認的時間)是動態計算的，與RTT的估計值密切相關，且還取決於該報文段已被重傳的次數。
3 )“延遲ACK(delayed ACK)”定時器在TCP收到必須被確認但無需馬上發出確認的數據時設定。如果在200ms內，有數據要在該連接上發送，延遲的ACK響應就可隨着數據一起發送回對端，稱爲捎帶確認。如果200ms後，該確認未能被捎帶出去，則定時器超時，此時需要發送一個立即確認。
4 )“持續 (persist)”定時器在連接對端通告接收窗口爲0，阻止TCP繼續發送數據時設定。由於連接對端發送的窗口通告不可靠(只有數據纔會被確認，ACK不會被確認)，允許TCP繼續發送數據的後續窗口更新有可能丟失。因此，如果TCP有數據要發送，但對端通告接收窗口爲0，則持續定時器啓動，超時後向對端發送 1字節的數據，判定對端接收窗口是否已打開。
5 )“保活(keep alive)”定時器在TCP控制塊的so_options 字段設置了SOF_KEEPALIVE選項時生效。如果連接的連續空閒時間超過2小時，則保活定時器超時，此時應向對端發送連接探測報文段，強迫對端響應。如果收到了期待的響應， TCP可確定對端主機工作正常，在該連接再次空閒超過 2小時之前，TCP不會再進行保活測試。如果收到的是RST復位響應， TCP可確定對端主機已重啓。如果連續若干次保活測試都未收到響應， TCP就假定對端主機已崩潰，但它無法區分是主機故障還是連接故障。
6) FIN_WAIT_2定時器，當某個連接從FIN_WAIT_1狀態變遷到FIN_WAIT_2狀態並且不能再接收任何新數據時，FIN_WAIT_2定時器啓動，設爲10分鐘。定時器超時後，重新設爲75秒，第二次超時後連接被關閉。加入這個定時器的目的是爲了避免如果對端一直不發送 FIN，某個連接會永遠滯留在FIN _ WAIT_ 2狀態（假設TCP不選用半打開功能）。
7) TIME_WAIT定時器，一般也稱爲2MSL定時器。2MSL指兩倍的MSL，即最大報文段生存時間。當連接轉移到TIME_WAIT狀態，即連接主動關閉時，定時器啓動。狀態轉換圖那一節中已經詳細說明了需要2MSL等待狀態的原因。連接進入TIME_WAIT狀態時，定時器設定爲1分鐘，超時後，TCP控制塊被刪除，端口號可重新使用。
前面的7個定時器中，重傳定時器使用rtime字段計數，持續定時器使用persist_cnt字段計數，其他五個定時器除延遲ACK定時器外都使用rtime字段計數，從上面的描述中可以看出，這四個定時器是TCP處於四種不同的狀態時使用的，因此四個定時器完全獨立的使用rtime字段而不會互相影響。延遲ACK定時器使用系統250ms週期性定時來完成的。
LWIP中包括兩個定時器函數：一個函數每 250 ms調用一次(快速定時器)；另一個函數每500ms調用一次(慢速定時器)。延遲ACK定時器與其他6個定時器有所不同：如果某個連接上設定了延遲ACK定時器，那麼下一次250ms定時器超時後，延遲的ACK必須被髮送(實際的ACK延遲時間在0~250ms之間)。其他的6個定時器每500 ms增加1，當計數值超過某些閾值時，則相應的動作被觸發。
先看簡單的快速定時器處理函數：
void tcp_fasttmr(void)
{
struct tcp_pcb *pcb;
for(pcb = tcp_active_pcbs; pcb != NULL; pcb = pcb->next) { //遍歷整個active鏈表
if (pcb->refused_data != NULL) { // 如果某個控制塊還沒有數據未接收
err_t err;
TCP_EVENT_RECV(pcb, pcb->refused_data, ERR_OK, err); //調用上層函數接收數據
if (err == ERR_OK) {
pcb->refused_data = NULL; // 成功接收則復位指針
}
}
if (pcb->flags & TF_ACK_DELAY) {//若控制塊開啓了延遲ACK定時器
tcp_ack_now(pcb); // 發送一個立即確認
pcb->flags &= ~(TF_ACK_DELAY | TF_ACK_NOW); //清除標誌位
}
}// if
}// for
從上面可以看出，快速定時器處理函數主要做了兩方面的工作，一是向上層遞交上層一直未接收的數據，二是發送該連接上的立即確認數據段。與快速定時器相比，慢速定時器處理函數就顯得相當的龐大了，這裏我們只列出和各個定時器相關的部分，而對其他部分採用僞代碼的方式加以描述，當然，這裏所謂的其他部分就是我們在前面已經講解過的部分了。
void tcp_slowtmr(void)
{
++tcp_ticks;
pcb = tcp_active_pcbs;
while (pcb != NULL) {
pcb_remove = 0;
該控制塊的零窗口探查處理；
該控制塊的超時重傳處理；
if (pcb->state == FIN_WAIT_2) { // FIN_WAIT_2定時器超時
if ((u32_t)(tcp_ticks - pcb->tmr) >
TCP_FIN_WAIT_TIMEOUT / TCP_SLOW_INTERVAL) {
++pcb_remove;
}
}
該控制塊的超時保活處理；
#if TCP_QUEUE_OOSEQ
if (pcb->ooseq != NULL && // 丟棄在ooseq隊列中長時間未被處理的數據
(u32_t)tcp_ticks - pcb->tmr >= pcb->rto * TCP_OOSEQ_TIMEOUT) {
tcp_segs_free(pcb->ooseq);
pcb->ooseq = NULL;
}
#endif
if (pcb->state == SYN_RCVD) { // SYN_RCVD狀態超時
if ((u32_t)(tcp_ticks - pcb->tmr) >
TCP_SYN_RCVD_TIMEOUT / TCP_SLOW_INTERVAL) {
++pcb_remove;
}
}
if (pcb->state == LAST_ACK) { // LAST_ACK定時器超時
if ((u32_t)(tcp_ticks - pcb->tmr) > 2 * TCP_MSL / TCP_SLOW_INTERVAL) {
++pcb_remove;
}
}
若有超時則刪除控制塊；
無超時則週期性的外發數據包（poll）；
取得active鏈表上的下一個控制塊；
}// while
pcb = tcp_tw_pcbs; //處理TIME-WAIT鏈表
while (pcb != NULL) {
pcb_remove = 0; // TIME-WAIT定時器超時
if ((u32_t)(tcp_ticks - pcb->tmr) > 2 * TCP_MSL / TCP_SLOW_INTERVAL) {
++pcb_remove;
}
若超時則刪除控制塊；
取得TIME-WAIT鏈表上的下一個控制塊；
}// while
}//函數尾
可以看出各個定時器的實現都是利用全局變量tcp_ticks與tmr字段的差值來實現的。當TCP進入某個狀態時，就會將相應tmr字段設置爲當前的全局時鐘tcp_ticks的值，所以上面的差值可以有效表示出TCP處於某個狀態的時間。各個定時器超時後的處理也很相似，即將變量pcb_remove加1，pcb_remove變量是超時處理中最核心的變量了，當針對某個PCB控制塊作完超時判斷之後，函數通過判斷pcb_remove的值來處理TCP控制塊，當pcb_remove值大於1時，則表示該控制塊上有超時事件發生，該控制塊或被刪除或被掛起。注意僞代碼中的重傳定時器超時並不會影響pcb_remove的值。如果細心，你還可以看到，上面的代碼多了兩個超時事件，即SYN_RCVD狀態超時和ooseq隊列數據超時，當然，這兩個超時事件並不影響協議棧功能的實現。
最後來看看系統爲每個超時時間設置的超時時間，從上面的代碼中可以看出，它們是在各個宏定義裏面實現的。
#define TCP_TMR_INTERVAL 250 //250ms
#define TCP_FAST_INTERVAL TCP_TMR_INTERVAL // 快速定時器
#define TCP_SLOW_INTERVAL (2*TCP_TMR_INTERVAL) // 慢速定時器
#define TCP_FIN_WAIT_TIMEOUT 20000 // FIN_WAIT_2狀態超時時間
#define TCP_SYN_RCVD_TIMEOUT 20000 // SYN_RCVD狀態超時時間
#define TCP_OOSEQ_TIMEOUT 6U //ooseq隊列中數據等待的rto週期數
#define TCP_MSL 60000U // MSL
到這裏，我們的PCB控制塊中的各個字段基本都已涉及到了，除了polltmr和pollinterval。這兩個字段用於週期性調用函數tcp_output，用以發送控制塊上殘留的未發送數據段。