2007 年 10 月 22 日
使用實現重新傳輸計時器的計時器輪演算法來減少每個計時單元 (tick) 處理的開銷。aix® 傳輸控制協議（tran**ission control protocol，tcp）共有七個計時器（每個連線），並使用全域性計時器函式和兩種粒度來實現這些計時器。在本文中，將研究如何通過使用 aix tcp 快速計時器使重新傳輸計時器實現更低的粒度，並了解使用更低的計時器粒度的其他優點。引言
aix® 傳輸控制協議（tran**ission control protocol，tcp）為每個連線維護七個計時器：
為了實現這些每個連線都包含的計時器，tcp 使用了一些全域性計時器函式，它們提供了兩種粒度：
在 tcp 的重新傳輸計時器實現中，將重新傳輸超時儲存於 tcp 控制塊的計時單元中，其中乙個計時單元 = 500 毫秒。當 tcp 的慢速計時器每隔 500 毫秒計時到期的時候，將呼叫tcp_slowtimo。這個例程將遍歷 tcp 控制塊表，並且對每個連線的超時（以計時單元為單位進行指定）進行遞減操作，即每次減一。當計時器的計時單元數達到零時，它將呼叫超時處理程式例程為該連線處理相應的超時。這個實現要求 tcp 計時器的下限為 500 毫秒。
正如您所知道的，tcp 根據所測量的往返時間，動態地計算超時。目前，tcp 重新傳輸超時的最小時間為 3 秒。然而，對於一些高速網路，如千兆位的乙太網和萬兆位的乙太網，預期的往返時間（因此重新傳輸超時）要低得多。如果不進行傳輸，那麼每秒鐘將損失掉 120mb 的吞吐量。因此，我們需要一種更好的方法來處理高速的和低延遲的網路。
使用重新傳輸計時器來實現更低粒度的一種方式是，使用 tcp 的快速計時器（200 毫秒），可以將其預設值設定為 50 毫秒，取代了原來的 200 毫秒。這種方法所帶來的缺點是，處理以更高的速率掃瞄所有協議控制塊 (pcb) 的開銷。pcb 是為連線儲存控制資訊的一種內部結構。本文說明了基於計時器輪演算法實現 tcp 的重新傳輸計時器的一種備選方法。
計時器輪演算法
乙個計時輪包含 n 個槽位。乙個槽位代表乙個時間單元，如si（槽位時間間隔）。每經過乙個時間單元，計時輪中的指標移動乙個位置，就像時鐘中的秒針一樣。當指標移動到乙個槽位時，例如cs（當前槽），這表示在這個槽位中的計時器列表（如果存在的話）立即計時到期，或者當指標在後續週期中到達相同槽位時計時到期。
在將具有某個計時間隔的新的計時器，如ti（時間間隔），新增到這個計時器輪時，將計算出這個新計時器的槽位ts（計時器槽位），具體如下所示：
ts = ( cs + (ti / si)) % n
假定所有計時器的最大計時時間間隔都不超過某個上限（tmax）。如果 n 足夠大，能夠在從當前指標位置開始的一周之內容納tmax，那麼當指標移動到乙個特定的槽位時，該槽位中的所有計時器立即同時計時到期（而不是後繼週期）。這樣可以避免遍歷該列表以檢查現在哪些計時器計時到期，以及在後繼週期中哪些計時器將計時到期。
例如，在下面的圖 1 所示的計時輪中，共有 8 個槽位，編號從 0 到 7。您可以觀察以槽位 1、3、5、4 和 6 為中心的計時器條目。目前，指標處於槽位 1。以該槽位為中心的三個計時器將立即計時到期、或者在後繼週期中當指標達到相同槽處時計時到期。
圖 1. 計時輪
使用計時器輪演算法的 rto 實現
這個部分說明了在 aix 中使用計時器輪演算法的重新傳輸超時 (rto) 實現。在 aix 中，將計時器輪中的槽位數目選擇為 n=7000。該計時器輪實現的槽位時間間隔 (si) 可以使用no選項和timer_wheel_tick來進行配置。timer_wheel_tick的取值範圍從 0 到 100 個計時單元，其中每個計時單元 = 10 毫秒。因此，如果將timer_wheel_tick設定為 1，例如 10 毫秒，那麼該計時器每個週期的計時時長是 n x si = 70 秒。因為 aix tcp rto 的最大值 (tmax) 是 64 秒，所以這個值足夠大，可以確保在乙個槽位中所有的重新傳輸計時器同時計時到期，而不需要等到後繼的週期。
可以使用no選項和tcp_low_rto來配置 rto 值。tcp_low_rto的取值範圍從 0 到 3000 毫秒。如果配置了該值，那麼會將這個 rto 值設定為該系統中所有 tcp 連線的初始重新傳輸超時。
即使配置了tcp_low_rto，也只有在出現丟包的情況下，該演算法才會對連線生效，如下面的圖 2 所示。否則，使用這個演算法是無效的。在重新傳輸計時器實現（用於未出現丟包情況的連線）的傳統方法中，您所需要做的是，在 tcp 的控制塊中設定計時單元數以啟動重新傳輸計時器。當確認資訊到達的時候，通過將該值設定為 0 來停止重新傳輸計時器。在重新傳輸計時器不可能計時到期的情況下，使用這一方法來進行啟動或者停止是最有效的。
您可以繼續使用重新傳輸計時器實現的傳統方法，直到出現下面的任何一種情形為止：
重新傳輸計時器計時到期
對於某個連線，開啟了快速重新傳輸階段
請
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