SACK报文乱序级别reordering

内核默认的初始乱序级别为TCP_FASTRETRANS_THRESH（3），最大值为300。即当接收到三个重复ACK报文时，触发快速重传。

#define TCP_FASTRETRANS_THRESH 3static int __net_init tcp_sk_init(struct net *net)
{net->ipv4.sysctl_tcp_reordering = TCP_FASTRETRANS_THRESH;net->ipv4.sysctl_tcp_retrans_collapse = 1;net->ipv4.sysctl_tcp_max_reordering = 300;

1 - 手动调整乱序级别

可通过如下的PROC文件tcp_reordering和tcp_max_reordering调整乱序当前级别和最大乱序级别。

$ cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_reordering
3
$ cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_reordering 
300

套接口在初始化时，使用所在网络命名空间对应的初始乱序级别，即变量sysctl_tcp_reordering的值。

void tcp_init_sock(struct sock *sk)
{struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);tp->reordering = sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_reordering;

2 - SACK乱序调整

如果当前未确认序号low_seq（也未重传）不在最高的SACK确认序号之前，表明没有发生乱序，不调整reordering。否则，乱序度由最高SACK确认序号减去当前序号low_seq而得。套接口乱序级别reordering的单位为MSS，检查当前的乱序metric是否超出记录值，如果为真，更新乱序级别reordering（MSS的整数倍），乱序级别不超过限定的最大值（tcp_max_reordering）。

static void tcp_check_sack_reordering(struct sock *sk, const u32 low_seq, const int ts)
{const u32 mss = tp->mss_cache;fack = tcp_highest_sack_seq(tp);if (!before(low_seq, fack)) return;metric = fack - low_seq;if ((metric > tp->reordering * mss) && mss) {...tp->reordering = min_t(u32, (metric + mss - 1) / mss,sock_net(sk)->ipv4.sysctl_tcp_max_reordering);}/* This exciting event is worth to be remembered. 8) */tp->reord_seen++;NET_INC_STATS(sock_net(sk), ts ? LINUX_MIB_TCPTSREORDER : LINUX_MIB_TCPSACKREORDER);

3 - SACK乱序检测

在SACK处理函数tcp_sacktag_write_queue中，如果当前的拥塞状态等于TCP_CA_Loss，并且没有处在可撤销阶段，不必更新乱序级别。否则，进行更新。

static int tcp_sacktag_write_queue(struct sock *sk, const struct sk_buff *ack_skb,u32 prior_snd_una, struct tcp_sacktag_state *state)
{state->reord = tp->snd_nxt;...if (inet_csk(sk)->icsk_ca_state != TCP_CA_Loss || tp->undo_marker)tcp_check_sack_reordering(sk, state->reord, 0);

初始情况下reord的值设置为SND.NXT的值，即发送报文的最大序号，这里首先假设不会发生乱序的情况。在SACK处理函数tcp_sacktag_one中，如果接收到D-SACK，并且报文被重传过（重传导致的DSACK，排除网络中错误的复制报文等情况），并且报文的起始序号在reord之前，更新reord作为乱序的源头。

static u8 tcp_sacktag_one(struct sock *sk,struct tcp_sacktag_state *state, u8 sacked, u32 start_seq, u32 end_seq,int dup_sack, int pcount, u64 xmit_time)
{struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);/* Account D-SACK for retransmitted packet. */if (dup_sack && (sacked & TCPCB_RETRANS)) {if (tp->undo_marker && tp->undo_retrans > 0 &&after(end_seq, tp->undo_marker))tp->undo_retrans--;if ((sacked & TCPCB_SACKED_ACKED) &&before(start_seq, state->reord))state->reord = start_seq;}

另外，如果报文没有被重传过，这里接收到对其SACK确认，如果其序号小于已经存在的最高SACK确认序号，表明发生了乱序，因为其本应当已经被SACK确认。更新乱序源头reord。

    if (!(sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)) {if (sacked & TCPCB_SACKED_RETRANS) {...} else {if (!(sacked & TCPCB_RETRANS)) {/* New sack for not retransmitted frame,* which was in hole. It is reordering.*/if (before(start_seq, tcp_highest_sack_seq(tp)) &&before(start_seq, state->reord))state->reord = start_seq;

4 - 拥塞撤销与SACK乱序

在TCP_CA_Recovery拥塞状态，如果接收到推进SND.UNA的ACK确认报文，执行部分拥塞撤销，如下函数tcp_try_undo_partial。如果此ACK报文由于延时，导致了套接口进入TCP_CA_Recovery状态，而其又未能确认进入TCP_CA_Recovery状态时的全部发送报文。这里，将乱序的源头设置为接收到此ACK报文之前的SND.UNA，也即此ACK报文的起始序号。

static bool tcp_try_undo_partial(struct sock *sk, u32 prior_snd_una)
{struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);if (tp->undo_marker && tcp_packet_delayed(tp)) {/* Plain luck! Hole if filled with delayed* packet, rather than with a retransmit. Check reordering.*/tcp_check_sack_reordering(sk, prior_snd_una, 1);

5 - 重传队列中检查乱序

在清理重传队列时，如果其中的某个报文即没有被重传过，也没有被SACK确认过，而是直接由TCP头部的ACK字段所确认，更新reord乱序源头。如果此序号值小于在接收到此报文之前的最大SACK确认序号，表明发生了乱序。

static int tcp_clean_rtx_queue(struct sock *sk, u32 prior_fack,u32 prior_snd_una, struct tcp_sacktag_state *sack)
{u32 reord = tp->snd_nxt; /* lowest acked un-retx un-sacked seq */for (skb = skb_rb_first(&sk->tcp_rtx_queue); skb; skb = next) {...if (unlikely(sacked & TCPCB_RETRANS)) {...} else if (!(sacked & TCPCB_SACKED_ACKED)) {...if (before(start_seq, reord))reord = start_seq;}...if (flag & FLAG_ACKED) {if (tcp_is_reno(tp)) {...} else {/* Non-retransmitted hole got filled? That's reordering */if (before(reord, prior_fack))tcp_check_sack_reordering(sk, reord, 0);

内核版本 5.0

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