Quando su una connessione TCP, viene spedito un segmento si inizializza un Timeout (tempo di ritrasmissione), se entro lo scadere di tale tempo non viene ricevuto un riscontro, si deve ritrasmettere il segmento. Ora ci chiediamo: Quanto deve essere lungo questo Timeout?

Un Timeout troppo breve comporta ritrasmissioni frequenti con problemi legati ad eventuale congestione del traffico di rete.

Un Timeout troppo grande comporta ritardi nella ritrasmissione e quindi un uso inefficiente della rete.

Inoltre tale Timeout non è detto che debba essere un valore fisso e statico, poichè le condizioni della rete (ritardi e scarto di pacchetti) sono molto mutevoli nel tempo. Sarebbe bello poter calcolare un Timeout in base alle condizioni attuali della rete.

In ogni caso però il timeout deve essere sempre maggiore > del RTT (Round Trip Time), cioè del tempo di trasmissione e di ricezione del suo riscontro.

Problema: stima del timer per ritrasmissione

RTT = SD + RD + PT (Calcolo del Round Trip Time)

Vedremo che per il calcolo del Round Trip Time vi sono diverse soluzioni, alcune buone altre no.

Media Semplice

Un approccio potrebbe essere quello di prendere semplicemente la media dei tempi di andata e ritorno osservati su un certo numero di segmenti

oppure

Nota: usando la seconda formula non è necessario ricalcolare la sommatoria per ogni segmento.

Media Esponenziale

Con la media semplice ad ogni termine della sommatoria viene dato lo stesso peso, ovvero ogni termine è moltiplicato per la stessa costante 1/k. In realtà sarebbe meglio dare maggiore peso ai valori più recenti, in quanto rappresentano con più probabilità il comportamento futuro.

Una tecnica che tiene conto di ciò è la media esponenziale, calcolata in questo modo:

Sviluppando la sommatoria (della seconda parte), questa equivale a SRTT(K-1), pertanto in conclusione avremo la relazione ricorsiva:

Dove SRTT(0)=0 e SRTT(K) è chiamato "Tempo di andata e ritorno ammorbidito". Usando un valore costante di alfa con alfa compreso tra 0 e 1, indipendentemente dal numero di osservazioni passate, si può verificare che vengono comunque considerati tutti i valori passati, ma i più distanti hanno un peso minore, in pratica più l'osservazione è relativa a dati lontani nel tempo, minore è il suo peso nel calcolo della media.

Si noti che la media esponenziale segue con maggiore prontezza i cambiamenti, più di quanto riesca a fare la media semplice.

Retrasmission Timeout (RTO)

L'equazione della media esponenziale, usata nell'RFC 793, per stimare il tempo corrente di andata e ritorno, RTT (Round Trip Time), viene usata per stimare del tempo di ritrasmissione (RTO), che come abbiamo detto deve essere inizializzato ad un valore superiore al tempo di RTT.

Una possibile scelta è quella di aggiungere un valore costante delta:

Ma tale logica è sbagliata, in quanto delta non è proporzionale a SRTT. Una logica migliore consiste nel prendere:

In particolare, in conformità a quanto detto nell'RFC 793, viene specificata una relazione per l'uso di un tempo il cui valore è proporzionale a SRTT entro dei limiti:

Dove Ubound e Lbound sono rispettivamente il limite superiore ed inferiore nel tempo, ambedue fissi e prestabiliti, e beta è una costante. L'RFC 793, non raccomanda dei valori specifici, un range di valori come esempi possono essere i seguenti:

BackOff esponenziale dell'RTO

Quando ad un trasmettitore TCP scade il tempo di ritrasmissione relativo ad un segmento, il segmento in questione deve essere ritrasmesso. In questo caso, l'RFC 793 assume che si usi lo stesso valore di RTO anche per il segmento ritrasmesso.

Tuttavia, poichè lo scadere del tempo è probabilmente dovuto ad eventuale congestione del traffico di rete, che si manifesta come un pacchetto perso o un grosso ritardo nel tempo di andata e ritorno, mantenere lo stesso valore di RTO è sconsigliabile.

Una politica più ragionevole suggerisce che una sorgente TCP aumenti il proprio RTO ogni volta che un segmento viene ritrasmesso; questo meccanismo viene chiamato processo di BackOff.

Una semplice tecnica per realizzare un BackOff dell'RTO è moltiplicare ad ogni ritrasmissione l'RTO di un segmento, per un valore costante:

RTO = q * RTO

Tale equazione induce, ad ogni ritrasmissione, un aumento esponenziale dell'RTO. Il valore più frequentemente usato è q=2, da cui il nome associato a tale tecnica, detta di "BackOff Esponenziale Binario".

Si tratta in sostanza della stessa tecnica usata nel protocollo CSMA/CD di 802.3 ed Ethernet.