动态超时定时器计算算法

先决条件——计算机网络| TCP定时器
在传输层计算超时计时器 (TOT)很棘手，因为传播延迟不是恒定的，即路径可能不断变化并且流量是动态的。因此，静态 TOT 不能用于 TCP。并且不必要地多次重传同一个数据包可能会导致拥塞。
解决方案是我们需要动态 TOT，它可以根据往返时间 (RTT) 的变化进行调整。

动态 TOT 计算算法：

基本算法
雅各布森算法

卡恩的修改

1. 基本算法——

We assume initial round trip time i.e PRTT.
On sending out each packet TOT = 2 * PRTT. 
The next round trip time is calculated using
    PRTTn+1 = α PRTTn + (1 - α)ARTTn
where PRTT = predicted round trip time
      ARTT = actual round trip time
      α = smoothing factor such that 0<= α <=1

示例 –让 PRTT ₁ = 10ms 和 α = 0.5

TOT = 2 * PRTT1 = 20ms 
Let ARTT1 = 15ms
Then,
PRTT2 = (0.5 * 10) + (0.5 * 15) = 12.5ms
TOT = 2 * 12.5 = 25ms
Let ARTT2 = 20ms
PRTT3 = (0.5 * 12.5) + (0.5 * 20) = 16.25ms
TOT = 2 * 16.25 = 32.5ms
And so on TOT is calculated.

优点 –

优于静态 TOT。
TOT 可灵活适应动态往返时间。
它考虑了所有数据包以导出新的 PRTT。

缺点——

TOT = 2 * PRTT 用于允许返回确认的宽限时间。
这是浪费。

2. 雅各布森算法——

比基本算法更直观地计算TOT值。

We assume initial round trip time i.e. PRTT.
PRTTn+1 = α PRTTn + (1 - α)ARTTn 
PDn+1 = α PDn + (1 - α)ADn 
where ADn = |PRTTn - ARTTn|
AD = Actual deviation
PD = predicted deviation
On sending out each packet, TOT = (4 * PD) + PRTT.

例子 –

Iteration 1
Given α = 0.5, PRTT1 = 10ms, PD1 = 5ms and ARTT1 = 20ms
TOT = (4 * 5) + 10 = 30ms
AD1 = |10 - 20| = 10ms

Iteration 2
PRTT2 = α PRTT1 + (1 - α)ARTT1
      = (0.5 * 10) + (0.5 * 20) = 15ms
PD2 = α PD1 + (1 - α)AD1
      = (0.5 * 5) + (0.5 * 10) = 7.5ms
TOT = (4 * 7.5) + 15 = 45ms
Given ARTT2 = 30ms
AD2 = |15 - 30| = 15ms

Iteration 3
PRTT3 = α PRTT2 + (1 - α)ARTT2
      = (0.5 * 15) + (0.5 * 30) = 22.5ms
PD3 = α PD2 + (1 - α)AD2
      = (0.5 * 7.5) + (0.5 * 15) = 11.25ms
TOT = (4 * 11.25) + 22.5 = 67.5ms
Given ARTT3 = 10ms
AD2 = |22.5 - 10| = 12.5ms
And so on TOT is calculated.

基本算法和雅各布森算法的问题
在两者中， PRTT _n+1 = α PRTT _n + (1 – α)ARTT _n
即两者都取决于前一段ARTT。但是如果初始超时定时器超时，那么将选择下一个 TOT，因为确认被延迟，即它在超时之后到来，因此 ARTT 不可用。

3. 卡恩的修改——

每当定时器超时时，不要应用基本算法或雅各布森算法，因为当定时器超时并进行重传时，ARTT 不可用，而是将超时定时器 (TOT) 加倍。

门|门 IT 2007 |问题 13