Timestamps 选项是什么

Timestamps 选项的组成部分

TCP Timestamps Option 由四部分构成：

1. 类别（kind）
2. 长度（Length）
3. 发送方时间戳（TS value, TSval）
4. 回显时间戳（TS Echo Reply, TSecr）

是否使用时间戳选项是在三次握手里面的 SYN 报文里面确定的:

1. 发送方发送数据时，将一个发送时间戳 1734581141 放在发送方时间戳TSval中
2. 接收方收到数据包以后，将收到的时间戳 1734581141 原封不动的返回给发送方，放在TSecr字段中，同时把自己的时间戳 3303928779 放在TSval中
3. 后面的包以此类推

Timestamps 选项的作用

• 两端往返时延测量（RTTM）
• 序列号回绕（PAWS）

测量 RTTM

未启用 timestamp 前的普通测量 RTTM 方法:

重传使计算 RTT 变得复杂:

• 无法得知收到的确认 ACK 是对第一次包还是重传包的的确认
• TCP RFC6298 对这种行为的处理是不对重传包进行 RTT 计算，这样计算不会带来错误，但当所有包都出现重传的情况下，将没有包可用来计算 RTT。

在启用 Timestamps 选项以后，因为 ACK 包里包含了 TSval 和 TSecr，这样无论是正常确认包，还是重传确认包，都可以通过这两个值计算出 RTT。(t3-ACK 包携带了 t1/t2 的时间戳)

PAWS

TCP 的序列号用 32bit 来表示，因此在 2^32 字节的数据传输后序列号就会溢出回绕。TCP 的窗口经过窗口缩放可以最高到 1GB（2^30)，在高速网络中，序列号在很短的时间内就会被重复使用。

如果有 Timestamps 的存在，内核会维护一个为每个连接维护一个 ts_recent 值，记录最后一次通信的的 timestamps 值，在 t7 时间点收到迷途数据包 2 时，由于数据包 2 的 timestamps 值小于 ts_recent 值，就会丢弃掉这个数据包。等 t8 时间点真正的数据包 6 到达以后，由于数据包 6 的 timestamps 值大于 ts_recent，这个包可以被正常接收。

补充说明

• timestamps 值是一个单调递增的值，与我们所知的 epoch 时间戳不是一回事，这个选项不要求两台主机进行时钟同步。两端 timestamps 值增加的间隔也可能步调不一致，比如一条主机以每 1ms 加一的方式递增，另外一条主机可以以每 1s 加一的方式递增。
• 与序列号一样，既然是递增 timestamps 值也是会溢出回绕的
• timestamps 是一个双向的选项，如果只要有一方不开启，双方都将停用 timestamps

Timestamps 选项造成的 RST

三次握手中的第二步，如果服务端回复 SYN+ACK 包中的 TSecr 不等于握手第一步客户端发送 SYN 包中的 TSval，客户端在对 SYN+ACK 回复 RST。示例包如下所示。