LwIP协议栈源码详解—TCP定时器

LwIP协议栈源码详解——TCP/IP协议的实现》TCP定时器

这节讨论TCP的定时处理函数。在前面的讨论中，我们看到了与TCP的各种定时器，包括重传定时器、持续定时器和保活定时器，此外TCP中还有几个定时器我们还未涉及。这里总的来看看TCP中的各个定时器。TCP为每条连接总共建立了七个定时器，依次为：

1 )“连接建立(connection establishment)”定时器在发送SYN报文段建立一条新连接时启动。如果在75秒内没有收到响应，连接建立将中止。

2 )“重传(retransmission)”定时器在TCP发送某个数据段时设定。如果该定时器超时而对端的确认还未到达，TCP将重传该数据段。重传定时器的值 (即TCP等待对端确认的时间)是动态计算的，与RTT的估计值密切相关，且还取决于该报文段已被重传的次数。

3 )“延迟ACK(delayed ACK)”定时器在TCP收到必须被确认但无需马上发出确认的数据时设定。如果在200ms内，有数据要在该连接上发送，延迟的ACK响应就可随着数据一起发送回对端，称为捎带确认。如果200ms后，该确认未能被捎带出去，则定时器超时，此时需要发送一个立即确认。

4 )“持续 (persist)”定时器在连接对端通告接收窗口为0，阻止TCP继续发送数据时设定。由于连接对端发送的窗口通告不可靠(只有数据才会被确认，ACK不会被确认)，允许TCP继续发送数据的后续窗口更新有可能丢失。因此，如果TCP有数据要发送，但对端通告接收窗口为0，则持续定时器启动，超时后向对端发送 1字节的数据，判定对端接收窗口是否已打开。

5 )“保活(keep alive)”定时器在TCP控制块的so_options 字段设置了SOF_KEEPALIVE选项时生效。如果连接的连续空闲时间超过2小时，则保活定时器超时，此时应向对端发送连接探测报文段，强迫对端响应。如果收到了期待的响应， TCP可确定对端主机工作正常，在该连接再次空闲超过 2小时之前，TCP不会再进行保活测试。如果收到的是RST复位响应， TCP可确定对端主机已重启。如果连续若干次保活测试都未收到响应， TCP就假定对端主机已崩溃，但它无法区分是主机故障还是连接故障。

6) FIN_WAIT_2定时器，当某个连接从FIN_WAIT_1状态变迁到FIN_WAIT_2状态并且不能再接收任何新数据时，FIN_WAIT_2定时器启动，设为10分钟。定时器超时后，重新设为75秒，第二次超时后连接被关闭。加入这个定时器的目的是为了避免如果对端一直不发送 FIN，某个连接会永远滞留在FIN _ WAIT_ 2状态（假设TCP不选用半打开功能）。

7) TIME_WAIT定时器，一般也称为2MSL定时器。2MSL指两倍的MSL，即最大报文段生存时间。当连接转移到TIME_WAIT状态，即连接主动关闭时，定时器启动。状态转换图那一节中已经详细说明了需要2MSL等待状态的原因。连接进入TIME_WAIT状态时，定时器设定为1分钟，超时后，TCP控制块被删除，端口号可重新使用。

前面的7个定时器中，重传定时器使用rtime字段计数，持续定时器使用persist_cnt字段计数，其他五个定时器除延迟ACK定时器外都使用rtime字段计数，从上面的描述中可以看出，这四个定时器是TCP处于四种不同的状态时使用的，因此四个定时器完全独立的使用rtime字段而不会互相影响。延迟ACK定时器使用系统250ms周期性定时来完成的。

LWIP中包括两个定时器函数：一个函数每 250 ms调用一次(快速定时器)；另一个函数每500ms调用一次(慢速定时器)。延迟ACK定时器与其他6个定时器有所不同：如果某个连接上设定了延迟ACK定时器，那么下一次250ms定时器超时后，延迟的ACK必须被发送(实际的ACK延迟时间在0~250ms之间)。其他的6个定时器每500 ms增加1，当计数值超过某些阈值时，则相应的动作被触发