TCP BBR失速控制的一个小trick一个小patch

昨晚凌晨抵达深圳，今早时间有限，于是就长话短说，但无论如何还是会有一些输出的，这次关于BBR。我曾经说过，我是不需要太多睡眠的，凌晨3点睡，照样早上6点起，应该可以把华为的人熬到cusi吧…不得而知了。

晚上的火车上，手机充电很难，于是我拿着纸笔比划着一些传统的东西，好不容易蹭到了一个充电桩…满格100%后我看了几篇技术文章，其中有一个猛烈点的关于BBR的优化，当然这个不是我写的，虽然参考了我写的东西但还不是我写的，虽然我知道怎么写但我从来没写过反而还故意误导而反写。

我看到了人性！看到了人自私的本质。…好吧，我承认，Google的BBR 2.0已经在逐步满足人们贪婪的本质了，这很OK，非常OK，然而非常容易被恶意利用。所以，我强烈反对这种控制论范畴的代码开源，强烈反对。

没有人知道如何衡量公平性，是的，没有人知道，人们也不在乎。人们在乎的是，以激进为荣，以退让为耻，哪怕大家玉石俱焚反正只要你不成功我就很欣慰…

云青青兮欲雨，水淡淡兮生烟，杭州西湖美景却挤满了拍照发朋友圈的人扔下成吨的垃圾，TCP…也就不说了…

倚南窗以寄傲，审容膝之易安。小桥流水，可与鸿儒畅谈，江南烟雨中，杯酒杯茶可与思绪共勉，走在泥泞的土路上，仰头，想起了5年前…

BBR失速控制

很多人是真的不懂这些细节的，从多少次的聊天中就可以得知。前一篇文章说了TCP失速的原理：
从CUBIC/BBR的TCP ACK失速说起：https://blog.csdn.net/dog250/article/details/80140194
这里展示一下TCP BBR失速控制的原理：

可以看到，之所以没有发生真正的失速，是因为通过某种方式补偿了cwnd，即通过extral来补偿！

总之，失速控制的关键在于，你要保持一个足够大的窗口，在由于ACK丢失，聚集(而不是原始数据丢失)引起的失速时仍然有足够的发送窗口。

请注意，这是一个主动的补偿，而非盲目的补偿，相比那些满天飞的把窗口增加nn<script type="math/tex" id="MathJax-Element-1">n</script>倍，把参数调大这种拍脑袋的做法，这种方案明显是可取的。另外值得注意的是，如何计算当前的extral呢？我这里采用了一种常见的方案，当然还有另一种BBR推崇的方案(然而我并不喜欢)：

我的方案：采用移动指数平均来取extral；
BBR的方案：采用Window max来取extral。

哪个好？自己决定，反正思路就在这里，万变不离其宗。这也挺无趣的。

我的一个BBR失速控制patch

还是那句话，看破不说破，不传播负能量。通过上面的图解，很容易看出这种场景的解法，那么下面就是一个怎么做的patch：

--- tcp_bbr.c   2018-05-02 10:43:40.167859439 -0400
+++ tcp_bbr_new.c       2018-05-07 06:40:58.411514978 -0400
@@ -58,6 +58,7 @@*/#include <linux/module.h>#include <net/tcp.h>
+#include <linux/skbuff.h>#include <linux/inet_diag.h>#include <linux/inet.h>#include <linux/random.h>
@@ -116,6 +117,9 @@unused_b:5;u32     prior_cwnd;     /* prior cwnd upon entering loss recovery */u32     full_bw;        /* recent bw, to estimate if pipe is full */
+       u32     sextral;
+       u64     ack_interval;
+};#define CYCLE_LEN      8       /* number of phases in a pacing gain cycle */
@@ -429,6 +433,9 @@cwnd = cwnd + acked;cwnd = max(cwnd, bbr_cwnd_min_target);+       if (!rs->losses)
+               cwnd += bbr->sextral;
+done:tp->snd_cwnd = min(cwnd, tp->snd_cwnd_clamp);   /* apply global cap */if (bbr->mode == BBR_PROBE_RTT)  /* drain queue, refresh min_rtt */
@@ -653,7 +660,11 @@{struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);struct bbr *bbr = inet_csk_ca(sk);
+       u32 extral;u64 bw;
+       u64 temp;
+
+       bbr->ack_interval = tcp_stamp_us_delta(tcp_clock_us(), bbr->ack_interval);bbr->round_start = 0;if (rs->delivered < 0 || rs->interval_us <= 0)
@@ -676,6 +687,11 @@bw = (u64)rs->delivered * BW_UNIT;do_div(bw, rs->interval_us);+       temp = (u64)rs->delivered*bbr->ack_interval;
+       extral = (u64)rs->delivered - do_div(temp, rs->interval_us);
+       if (extral > 0)
+               bbr->sextral = bbr->sextral - (bbr->sextral >> 3) + (extral >> 3);
+/* If this sample is application-limited, it is likely to have a very* low delivered count that represents application behavior rather than* the available network rate. Such a sample could drag down estimated
@@ -856,6 +872,8 @@bbr->cycle_idx = 0;bbr_reset_lt_bw_sampling(sk);bbr_reset_startup_mode(sk);
+       bbr->ack_interval = 0;
+       bbr->sextral = 0;cmpxchg(&sk->sk_pacing_status, SK_PACING_NONE, SK_PACING_NEEDED);}
@@ -952,3 +970,4 @@MODULE_AUTHOR("Soheil Hassas Yeganeh <soheil@google.com>");MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");MODULE_DESCRIPTION("TCP BBR (Bottleneck Bandwidth and RTT)");
+// for Linux 4.14 by zhaoya the shabi!

有人就要问了，这么做真的可以吗？哦，我不明白所谓的可以指的是可以干什么…

答案是，这么做不可以，这么做什么都不可以，这只是思路，这不是交付件！另外，这么做很有可能你会付出成本代价…

如今类似的神器已经太多了，我也不怕得罪谁，我就实话实说。当初医院排队，12306抢票，后来上海拍车牌，然后就是各种学区房的挤抢占…总之我们已经处于一个资源必须抢，抢不到就毁的现实中，所有人的心理都是趋向于损人不利己，请注意这个不利己词，非常重要！不管自己成不成功，只要别人失败就行。

这是典型的结果导向的恶果！我过不去，那么大家就都别过去，就这么简单。延伸到技术，那就是TCP加速！BBR是一个很不错的算法，然而它错在开源，结果被一大帮怀着各种目的的人改参数放大招，结果就是互联网传输通路越来越一塌糊涂，BBR给了人们犯罪的一把利器，一把没有开刃的刀具，但绝不是一把没有子弹的枪。
…

相信任何人都不希望传播技术负能量，用技术手段去控制资源据为己有，如果有能力，也不会任由那些不懂装懂的工具小子持续作恶。

后记

对了，昨天在高铁站买了一本书，在非常累的时候看看也是不错的，这本书是笔名二混子写的《半小时漫画世界史》，讲得非常好，我一直都想自己写一本这样的集子，但最终还是行动力欠佳…本来我是想看看这本书之后对于细节跟作者线上讨教一番的，但是没有发现可以怼的地方，所以我想线下讨教，有熟悉的人帮忙引荐一下，我想我和作者可以成为朋友…