tcp_disordered_ack函数中的一个问题

jiufei19

以前，我曾经发了一个关于tcp_disordered_ack函数的帖子，现在回过头来重新看时，发现以前对一个问题忽略掉了，现在想请大家帮忙看看是否我理解正确
  static int tcp_disordered_ack(const struct sock *sk,  const struct sk_buff  *skb)
  {
      struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
      struct tcphdr *th = tcp_hdr(skb);
      u32 seq = TCP_SKB_CB(skb)->seq;
      u32 ack = TCP_SKB_CB(skb)->ack_seq;
  
      return (/* 1. Pure ACK with correct sequence number. */
          (th->ack && seq == TCP_SKB_CB(skb)->end_seq && seq == tp->rcv_nxt) &&
  
          /* 2. ... and duplicate ACK. */

          ack == tp->snd_una &&
  
          /* 3. ... and does not update window. */
          !tcp_may_update_window(tp, ack, seq, ntohs(th->window) << tp->rx_opt.snd_wscale) &&
  
          /* 4. ... and sits in replay window. */
          (s32)(tp->rx_opt.ts_recent - tp->rx_opt.rcv_tsval) <= (inet_csk(sk)->icsk_rto * 1024) / HZ);
  }

我这里有疑问的代码是上述中红色字体部分。想请教大家的是这句代码的场景是什么，即什么情况下会发生此判断所给出的条件。我的理解如下，不晓得正确否？

因为源代码的注释说明了这是一个纯ACK，且携带了正确的local方TCP希望接收的序号，那么是否只有在当peer方发送速度很快，序号发生了回绕后，即再次到达rcv_nxt所给出的序号对应的位置，假定此时peer没有收到local发送的某个序号的分段，于是根据快速重传等场景的描述，peer方发出重复ACK，于是这些重复ACK携带的seq就正好是local方的rcv_nxt。换句话讲，如果peer没有回绕的话，则不可能会产生一个纯ACK，且其seq等于local的rcv_nxt。

这个解释是否正确？还是另有其他场景支持此代码的情形1？

eexplorer

回复 1# jiufei19

这个要放到更大的场景中考虑，才能看清楚问题：

首先，PAWS是为了防止sequence space回绕，导致旧的包被当作新的来处理（因为旧的包的sequence正好落在新回绕的sequence space的可接受范围内）。PAWS是使用timestamp option来处理的。这个对接收方是没问题的，如果接收方受到一个数据包，sequence number是可接受的，但是如果包的timestamp是旧的，那么就可丢弃这个包。

但是对于发送方就有问题了。。。
如果发送方发了一窗口的数据，但中间有几个包丢了，这样接收方就会发回一些duplicat ACK (带有SACKoption)，比如 ACK1, ACK2, ACK3。而这些ack在到达发送方的时候是disordered的，如ACK1, ACK3, ACK2。这样收到ACK2的时候，PAWS check的时候就会被reject掉。
tcp_disordered_ack就是为了防止这种情况，所以如果收到一个pure dup ack的包，而且不是太旧（在1024个rto之内），至于condition 3 不update window的话，我想这些disorder的ACK只改变congestion control state，而不能去改变snd_wnd，因为我已经接收到新的ACK3,不能用旧的ACK2去update window。

这样作就有一个问题，在high bandwidth的network上，如果sequence space发生了回绕，我收到的ACK确实是旧的（sequence space回绕前的ACK），这样的ACK应该被reject掉。所以就用了1024个RTO来作限制，这样作虽然不能完全防止这个回绕问题（比如在非常high bandwidth的network上，它在1024个RTO里发生了回绕，那么我们就会错误的把这个旧的ACK传上去，当然这种情况是非常少的）。

jiufei19

回复 2# eexplorer


    谢谢eexplorer的说明，下面是我对你的说明中存在不解之处
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但是对于发送方就有问题了。。。
如果发送方发了一窗口的数据，但中间有几个包丢了，这样接收方就会发回一些duplicat ACK (带有SACKoption)，比如 ACK1, ACK2, ACK3。而这些ack在到达发送方的时候是disordered的，如ACK1, ACK3, ACK2。这样收到ACK2的时候，PAWS check的时候就会被reject掉。
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我们知道TCP是累积确认的，即便存在SACK，确认序号仍然保持只对当前按序正确收到的序号进行确认，因此即便在一个窗口中丢失了多个分段，则ACK1, ACK2，ACK3实际都是针对同一个最高序号进行的确认的，因此我对eexplorer这段说明有点不理解。

另外，我觉得这里所谓的disordered的意思似乎是因为peer方作为发送者发生了回绕后，此时产生的重复ACK的序号恰好和local方的rcv_nxt相等，因此称为disordered，不晓得我理解是否正确？

eexplorer的后面说明，我还在理解当中，稍后再回复

eexplorer

回复  eexplorer


    谢谢eexplorer的说明，下面是我对你的说明中存在不解之处
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jiufei19 发表于 2010-03-18 22:36

考虑如下场景：
发送方发了［1-1024］［1025-2048］［2049-3072］［3073-4096］四个包，如果第一个包收到了，但是第二个包掉了，同时第3，4个包也收到了。假设接收方发送了如下3个ACK:
ACK1: seq = 1, ack = 1025 ts1 (收到segment 1)
ACK2: seq = 1, ack = 1025 ts2 (收到segment 3）
ACK3: seq = 1, ack = 1025 ts3 (收到segment 4）

假如发送方收到的顺序是ACK1, ACK3, ACK2。在发送方收到ACK2的时候，因为ts2 < ts3，那么paws_check的时候就会被reject。但是ACK2有可能含有有用的信息（如sack option)，tcp_disordered_check就是为了防止这种错误发生。

这样做的一个漏洞就是，如果sender的sequence space正好发生了回绕，而如果ACK2是没回绕之前的ACK的话，照理是应该被丢弃。所以在tcp_disordered_ack中加了一个1024 RTO的限制。这样的话，除非在非常high bandwidth的network上，回绕发生的非常快（1024 RTO之内），我们会错误的把应该丢弃的ack传到tcp stack继续处理。

jiufei19

回复 4# eexplorer


    非常感谢eexplorer的解释，你的如下说明的确是正确的
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考虑如下场景：
发送方发了［1-1024］［1025-2048］［2049-3072］［3073-4096］四个包，如果第一个包收到了，但是第二个包掉了，同时第3，4个包也收到了。假设接收方发送了如下3个ACK:
ACK1: seq = 1, ack = 1025 ts1 (收到segment 1)
ACK2: seq = 1, ack = 1025 ts2 (收到segment 3）
ACK3: seq = 1, ack = 1025 ts3 (收到segment 4）

假如发送方收到的顺序是ACK1, ACK3, ACK2。在发送方收到ACK2的时候，因为ts2 < ts3，那么paws_check的时候就会被reject。但是ACK2有可能含有有用的信息（如sack option)，tcp_disordered_check就是为了防止这种错误发生。
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后半截的如下说明我进行下补充
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这样做的一个漏洞就是，如果sender的sequence space正好发生了回绕，而如果ACK2是没回绕之前的ACK的话，照理是应该被丢弃
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假定回绕发生后产生了一个ACK2_wrap，这个ACK2_wrap先到达local方，而ACK2后到达，显然ACK2_wrap的TS2_w比TS2要晚，因此按照普通PAWS的处理原则，应该丢弃ACK2，但是这个ACK2可能携带了有用信息，于是只要这个ACK2的时间戳和最近的时间戳记录值ts_recent相差不要太大，则仍然可以继续接受，否则这个ACK2就要被PAWS检查所丢弃（例如在HZ=1000下，也就是不要差过一个rto，其含义就是只要local方还没有启动重传前都可以接受，否则因为重传已经启动了，这个ACK2就可以被直接丢弃了，也即因为重传已经发生了，ACK2所携带的改进重传的信息如SACK已经失去了意义）