Linux 内核网络协议栈 ------ 拥塞避免处理函数 tcp_reno_cong_avoid

时间:2021-12-11 11:08:51


慢启动和快速重传拥塞避免算法,函数tcp_reno_cong_avoid

在“慢开始”阶段,每收到一个ACK,cwnd++一次,那么一个RTT之后,cwnd就会加倍

拥塞避免阶段,其实就是在一个RTT时间内将cwnd++一次( 注意在不丢包的情况下 )


/*
* TCP Reno congestion control
* This is special case used for fallback as well.
*/
/* This is Jacobson's slow start and congestion avoidance.
* SIGCOMM '88, p. 328.
*/
void tcp_reno_cong_avoid(struct sock *sk, u32 ack, u32 in_flight)
{
struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk); // 获取tcp_sock
// 函数返回1说明拥塞窗口被限制,我们需要增加拥塞窗口,否则的话,就不需要增加拥塞窗口。
if (!tcp_is_cwnd_limited(sk, in_flight)) // 是否已经达到拥塞窗口的限制值(1)
return;

/* In "safe" area, increase. */
if (tp->snd_cwnd <= tp->snd_ssthresh) // 如果发送窗口大小还 比 慢开始门限小,那么还是慢开始处理
tcp_slow_start(tp); // 下面进入慢开始处理 (2)
/* In dangerous area, increase slowly. */
else if (sysctl_tcp_abc) { // 否则进入拥塞避免阶段!!每个RTT时间就加1
/* RFC3465: Appropriate Byte Count
* increase once for each full cwnd acked // 基本思想就是:经过一个RTT时间就将snd_cwnd增加一个单位!
*/ // 一个RTT时间可以认为是当前拥塞窗口发送出去的数据的所有ACK都被接收到
if (tp->bytes_acked >= tp->snd_cwnd*tp->mss_cache) { // 当前的拥塞窗口的所有段都被ack了,窗口才被允许增加。
tp->bytes_acked -= tp->snd_cwnd*tp->mss_cache; // ACK处理过的及删除去了
if (tp->snd_cwnd < tp->snd_cwnd_clamp) // 不允许发送窗口大小超过snd_cwnd_clamp值
tp->snd_cwnd++;
}
} else { // 每接收到一个ACK,窗口增大(1/snd_cwnd),使用cnt计数
/* In theory this is tp->snd_cwnd += 1 / tp->snd_cwnd */
if (tp->snd_cwnd_cnt >= tp->snd_cwnd) { // 线性增长计数器 >= 阈值
if (tp->snd_cwnd < tp->snd_cwnd_clamp) // 如果窗口还没有达到阈值
tp->snd_cwnd++; // 那么++增大窗口
tp->snd_cwnd_cnt = 0;
} else
tp->snd_cwnd_cnt++; // 否则仅仅是增大线性递增计数器
}
}


下面看一下“慢开始”算法:

void tcp_slow_start(struct tcp_sock *tp)   // 每到达一个ACK,snd_cwnd就加1。这意味着每个RTT,拥塞窗口就会翻倍。
{
int cnt; /* increase in packets */

/* RFC3465: ABC Slow start
* Increase only after a full MSS of bytes is acked
*
* TCP sender SHOULD increase cwnd by the number of
* previously unacknowledged bytes ACKed by each incoming
* acknowledgment, provided the increase is not more than L
*/
if (sysctl_tcp_abc && tp->bytes_acked < tp->mss_cache) // 如果ack确认的数据少于一个MSS大小,不需要增大窗口
return;
// 限制cnt的值
if (sysctl_tcp_max_ssthresh > 0 && tp->snd_cwnd > sysctl_tcp_max_ssthresh) // 发送窗口超过最大门限值
cnt = sysctl_tcp_max_ssthresh >> 1; /* limited slow start */ // 窗口减半~~~~~
else
cnt = tp->snd_cwnd; /* exponential increase */ // 否则还是原来的窗口

/* RFC3465: ABC
* We MAY increase by 2 if discovered delayed ack
*/
if (sysctl_tcp_abc > 1 && tp->bytes_acked >= 2*tp->mss_cache) // 如果启动了延迟确认,那么当接收到的ACK大于等于两个MSS的时候才加倍窗口大小
cnt <<= 1;
tp->bytes_acked = 0; // 清空

tp->snd_cwnd_cnt += cnt;
while (tp->snd_cwnd_cnt >= tp->snd_cwnd) { // 这里snd_cwnd_cnt是snd_cwnd的几倍,拥塞窗口就增加几。
tp->snd_cwnd_cnt -= tp->snd_cwnd; // ok
if (tp->snd_cwnd < tp->snd_cwnd_clamp) // 判断窗口大小
tp->snd_cwnd++; // + +
}
}


最后看一下这个函数:tcp_is_cwnd_limited,基本的意思就是判断需不需要增大拥塞窗口。

关于gso:主要功能就是尽量的延迟数据包的传输,以便与在最恰当的时机传输数据包。如果支持gso,就有可能是tso 延迟了数据包,因此这里会进行几个相关的判断,来看需不需要增加拥塞窗口。

关于burst:主要用来控制网络流量的突发性增大,也就是说当left数据(还能发送的数据段数)大于burst值的时候,我们需要暂时停止增加窗口,因为此时有可能我们这边数据发送过快。其实就是一个平衡权值。


int tcp_is_cwnd_limited(const struct sock *sk, u32 in_flight)  // 第二个参数是正在网络中传输,还没有收到确认的报数量
{
const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
u32 left;

if (in_flight >= tp->snd_cwnd) // 比较发送未确认和发送拥塞窗口的大小
return 1; // 如果未确认的大,那么需要增大拥塞窗口

if (!sk_can_gso(sk)) // 如果没有gso延时处理所有包,不需要增大窗口
return 0;

left = tp->snd_cwnd - in_flight; // 得到还能发送的数据包的数量
if (sysctl_tcp_tso_win_divisor)
return left * sysctl_tcp_tso_win_divisor < tp->snd_cwnd;
else
return left <= tcp_max_burst(tp); // 如果还可以发送的数量>burst,说明发送太快,不需要增大窗口。
}