TCP重传机制——快速重传

TCP 有一种快速重传机制 ,它不以时间为驱动,而是以数据驱动重传

在上图,发送方发出了 1,2,3,4,5 份数据:

  • 第一份 Seq1 先送到了,于是就 Ack 回 2;
  • 结果 Seq2 因为某些原因没收到,Seq3 到达了,于是还是 Ack 回 2;
  • 后面的 Seq4 和 Seq5 都到了,但还是 Ack 回 2,因为 Seq2 还是没有收到;
  • 发送端收到了三个 Ack = 2 的确认,知道了 Seq2 还没有收到,就会在定时器过期之前,重传丢失的 Seq2。
  • 最后,收到了 Seq2,此时因为 Seq3,Seq4,Seq5 都收到了,于是 Ack 回 6 。

所以,快速重传的工作方式是当收到三个相同的 ACK 报文时,会在定时器过期之前,重传丢失的报文段。

快速重传机制只解决了一个问题,就是超时时间的问题,但是它依然面临着另外一个问题。就是重传的时候,是重传一个,还是重传所有的问题。

举个例子,假设发送方发了 6 个数据,编号的顺序是 Seq1 ~ Seq6 ,但是 Seq2、Seq3 都丢失了,那么接收方在收到 Seq4、Seq5、Seq6 时,都是回复 ACK2 给发送方,但是发送方并不清楚这连续的 ACK2 是接收方收到哪个报文而回复的, 那是选择重传 Seq2 一个报文,还是重传 Seq2 之后已发送的所有报文呢(Seq2、Seq3、 Seq4、Seq5、 Seq6) 呢?

  • 如果只选择重传 Seq2 一个报文,那么重传的效率很低。因为对于丢失的 Seq3 报文,还得在后续收到三个重复的 ACK3 才能触发重传。

  • 如果选择重传 Seq2 之后已发送的所有报文,虽然能同时重传已丢失的 Seq2 和 Seq3 报文,但是 Seq4、Seq5、Seq6 的报文是已经被接收过了,对于重传 Seq4 ~Seq6 折部分数据相当于做了一次无用功,浪费资源。

可以看到,不管是重传一个报文,还是重传已发送的报文,都存在问题。

为了解决不知道该重传哪些 TCP 报文,于是就有 SACK 方法(选择性确认)。

有一种实现重传机制的方式叫:SACK( Selective Acknowledgment), 选择性确认

这种方式需要在 TCP 头部「选项」字段里加一个 SACK 的东西,它可以将已收到的数据的信息发送给「发送方」 ,这样发送方就可以知道哪些数据收到了,哪些数据没收到,知道了这些信息,就可以只重传丢失的数据

如下图,发送方收到了三次同样的 ACK 确认报文,于是就会触发快速重发机制,通过 SACK 信息发现只有 200~299 这段数据丢失,则重发时,就只选择了这个 TCP 段进行重复。

如果要支持 SACK,必须双方都要支持。在 Linux 下,可以通过 net.ipv4.tcp_sack 参数打开这个功能。

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