Reno与RACK对丢失/重传报文的标记

主要涉及到两个变量，一是重传报文计数retrans_out；二是丢失报文计数lost_out。

RACK丢失报文判断

如下函数tcp_rack_detect_loss，如果报文具有丢失标志（TCPCB_LOST），但是没有重传标志（TCPCB_SACKED_RETRANS），表明丢失报文还未进行重传，不进行重复处理。否则，在RACK确认报文已经丢失之后，由函数tcp_mark_skb_lost进行丢失标记。

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);/* Skip ones marked lost but not yet retransmitted */if ((scb->sacked & TCPCB_LOST) &&!(scb->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS))continue;if (!tcp_rack_sent_after(tp->rack.mstamp,tcp_skb_timestamp_us(skb),tp->rack.end_seq, scb->end_seq))break;/* 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);

在函数tcp_mark_skb_lost中，如果重传报文（标志TCPCB_SACKED_RETRANS）丢失，清除其重传标志TCPCB_SACKED_RETRANS，以便进行下一次重传。在以上tcp_rack_detect_loss丢失检测中，可见，对此种丢失未重传报文不进行重复处理。

注意，这里对重传丢失的报文，减少重传报文计数retrans_out。以下将会看到Reno在标记丢包时，不处理retrans_out计数。

void tcp_mark_skb_lost(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
{struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);tcp_skb_mark_lost_uncond_verify(tp, skb);if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {TCP_SKB_CB(skb)->sacked &= ~TCPCB_SACKED_RETRANS;tp->retrans_out -= tcp_skb_pcount(skb);

与Reno不同，RACK（或者SACK）可标记重传队列中多个报文为丢失状态（TCPCB_LOST），Reno仅能表示重传队列首个报文。因而，在重传时，RACK（或SACK）也可重传多个丢失的报文。参见以下重传函数tcp_xmit_retransmit_queue中的判断，retrans_out不能大于lost_out，不能重传大于丢失数量的报文。

void tcp_xmit_retransmit_queue(struct sock *sk)
{rtx_head = tcp_rtx_queue_head(sk);skb = tp->retransmit_skb_hint ?: rtx_head;max_segs = tcp_tso_segs(sk, tcp_current_mss(sk));skb_rbtree_walk_from(skb) {...segs = tp->snd_cwnd - tcp_packets_in_flight(tp);if (segs <= 0) return;sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;/* In case tcp_shift_skb_data() have aggregated large skbs,* we need to make sure not sending too bigs TSO packets*/segs = min_t(int, segs, max_segs);if (tp->retrans_out >= tp->lost_out) {break; ...if (tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs)) return;

Reno丢包计数

以下为Reno算法的丢包标记函数tcp_newreno_mark_lost，与RACK（或者SACK）不同，Reno没有足够的信息判断多个报文的丢失情况，根据重复ACK（dupack）仅能判断，SND.UNA序号开始的报文（重传队列首报文）丢失。所以，如果重传队列首个skb，包含多个报文，或者其长度大于MSS值，进行分片，TCPCB_LOST丢包标志只能设置于第一个长度不大于MSS的报文。

这里也就不需要像以上的RACK算法，或者SACK算法遍历重传队列，Reno调用tcp_skb_mark_lost_uncond_verify函数标记重传队列首报文（可能是分片后报文）丢失即可。

另外Reno与RACK/SACK的不同在于，后者在tcp_mark_skb_lost函数中检测重传报文的丢失，并且减少重传报文计数，而Reno不进行处理。Reno仅在接收到确认ACK（无论是确认原始还是重传报文）时将retrans_out减一。

void tcp_newreno_mark_lost(struct sock *sk, bool snd_una_advanced)
{        const u8 state = inet_csk(sk)->icsk_ca_state;struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);if ((state < TCP_CA_Recovery && tp->sacked_out >= tp->reordering) ||(state == TCP_CA_Recovery && snd_una_advanced)) {struct sk_buff *skb = tcp_rtx_queue_head(sk);u32 mss;if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_LOST)return;mss = tcp_skb_mss(skb);if (tcp_skb_pcount(skb) > 1 && skb->len > mss)tcp_fragment(sk, TCP_FRAG_IN_RTX_QUEUE, skb,mss, mss, GFP_ATOMIC);tcp_skb_mark_lost_uncond_verify(tp, skb);

如下tcp_skb_mark_lost_uncond_verify，如果报文没有被确认丢失并且也没有被对端SACK确认接收，增加lost_out丢包计数，并且设置标志TCPCB_LOST。对于Reno而言，不可能被SACK确认，并且在以上函数tcp_newreno_mark_lost中，也已经确认了报文还没有设置TCPCB_LOST标志，所以这里的if判断必定成立。

另外，由于Reno仅标记一个报文，lost_out值递增1。而且在以上函数中判断只要首报文被设置了TCPCB_LOST标志，不继续重复标记，因而，lost_out的值实际上总是1。

void tcp_skb_mark_lost_uncond_verify(struct tcp_sock *tp, struct sk_buff *skb)
{       tcp_verify_retransmit_hint(tp, skb);tcp_sum_lost(tp, skb); if (!(TCP_SKB_CB(skb)->sacked & (TCPCB_LOST|TCPCB_SACKED_ACKED))) {tp->lost_out += tcp_skb_pcount(skb);TCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_LOST;

接下来看一看Reno的丢失计数lost_out的减少。在接收到ACK确认报文后，清理重传队列函数tcp_clean_rtx_queue中，如果检测到报文设置了TCPCB_LOST标志，将丢包计数lost_out减去相应的报文数量。对于Reno而言，仅有可能在重传队列的首报文中设置TCPCB_LOST标志。由于在设置TCPCB_LOST标志时，确保了重传队列第一个skb仅包含一个报文，这里lost_out相当于递减1，其值变为0。

注意，由于被对端确认接收，此报文将由重传队列中移除，这样队列中的下一个报文（成为首报文）才有可能被标记为TCPCB_LOST，参见以上函数tcp_newreno_mark_lost。

static int tcp_clean_rtx_queue(struct sock *sk, u32 prior_fack,u32 prior_snd_una, struct tcp_sacktag_state *sack)
{for (skb = skb_rb_first(&sk->tcp_rtx_queue); skb; skb = next) {struct tcp_skb_cb *scb = TCP_SKB_CB(skb);u8 sacked = scb->sacked;if (after(scb->end_seq, tp->snd_una)) {...} else {acked_pcount = tcp_skb_pcount(skb);}if (sacked & TCPCB_LOST)tp->lost_out -= acked_pcount;

Reno重传计数

在报文重传函数tcp_retransmit_skb中，重传成功之后，更新重传计数，由于在上节介绍的tcp_newreno_mark_lost函数中，将重传队列首个skb分片为单报文，此处retrans_out相当于递增1。并且为报文增加重传标志TCPCB_RETRANS。

int tcp_retransmit_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, int segs)
{struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);int err = __tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs);if (err == 0) {
#if FASTRETRANS_DEBUG > 0if (TCP_SKB_CB(skb)->sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {net_dbg_ratelimited("retrans_out leaked\n");}
#endifTCP_SKB_CB(skb)->sacked |= TCPCB_RETRANS;tp->retrans_out += tcp_skb_pcount(skb);

在以上函数tcp_retransmit_skb的调用函数tcp_xmit_retransmit_queue中，如果重传的报文数量retrans_out大于等于丢失报文数量lost_out，停止遍历重传队列。对于Reno，丢失报文计数lost_out为1，仅允许重传一个报文。此后，retrans_out的值也增加为1。

void tcp_xmit_retransmit_queue(struct sock *sk)
{rtx_head = tcp_rtx_queue_head(sk);skb = tp->retransmit_skb_hint ?: rtx_head;max_segs = tcp_tso_segs(sk, tcp_current_mss(sk));skb_rbtree_walk_from(skb) {...segs = tp->snd_cwnd - tcp_packets_in_flight(tp);if (segs <= 0) return;sacked = TCP_SKB_CB(skb)->sacked;/* In case tcp_shift_skb_data() have aggregated large skbs,* we need to make sure not sending too bigs TSO packets*/segs = min_t(int, segs, max_segs);if (tp->retrans_out >= tp->lost_out) {break; ...if (tcp_retransmit_skb(sk, skb, segs)) return;

在接收到ACK确认报文后，清理重传队列函数tcp_clean_rtx_queue中，如果报文设置了重传标志TCPCB_RETRANS，将retrans_out减少相应的报文数量，对于Reno而言，相当于递减1。同时在此函数中，也将丢失报文数量lost_out减去1。

static int tcp_clean_rtx_queue(struct sock *sk, u32 prior_fack,u32 prior_snd_una, struct tcp_sacktag_state *sack)
{for (skb = skb_rb_first(&sk->tcp_rtx_queue); skb; skb = next) {struct tcp_skb_cb *scb = TCP_SKB_CB(skb);u8 sacked = scb->sacked;if (after(scb->end_seq, tp->snd_una)) {...} else {acked_pcount = tcp_skb_pcount(skb);}if (unlikely(sacked & TCPCB_RETRANS)) {if (sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS)tp->retrans_out -= acked_pcount;flag |= FLAG_RETRANS_DATA_ACKED;...if (sacked & TCPCB_LOST)tp->lost_out -= acked_pcount;

内核版本 5.0