TCP的SACK（选择性确认）机制详解 描述 TCP的SACK（Selective Acknowledgment，选择性确认）是一种优化TCP重传的机制。在标准TCP确认机制中，接收方只能确认连续到达的数据（如确认序号表示之前所有数据已收到），若中间有数据包丢失，发送方需重传所有从丢失包开始的后续数据（即使部分已正确到达），造成带宽浪费。SACK允许接收方明确告知发送方哪些非连续的数据块已成功接收，使发送方仅重传真正丢失的包，提升效率。 知识背景 TCP通过确认号（ACK）实现可靠传输：确认号N表示N之前的所有数据已接收。 若数据包乱序或丢失，接收方会重复发送最新ACK（如ACK=N），触发发送方重传（如快速重传）。但标准重传会重传ACK号之后的所有未确认数据，导致冗余。 SACK解决的问题 假设发送方发送序列号1-1000、1001-2000、2001-3000、3001-4000的包： 若包1001-2000丢失，但2001-3000和3001-4000到达接收方。 无SACK时：接收方只能重复发送ACK=1001（确认1001前的数据），发送方需重传1001-4000的所有数据（包括已收到的2001-4000）。 有SACK时：接收方可额外声明“已收到2001-3000和3001-4000”，发送方仅重传1001-2000。 SACK机制详解 协商启用 ： 在TCP三次握手时，双方在选项字段中携带 SACK-Permitted 选项（Kind=4），表示支持SACK。 仅当双方均支持时，后续通信才可使用SACK信息。 SACK选项结构 ： 在TCP头部的选项字段中，SACK选项的Kind=5，长度可变。 每个SACK块包含一个连续数据区的起始和结束序列号（左闭右开），如 [左边界, 右边界) 。 一个SACK选项可包含多个SACK块（受TCP选项长度限制，通常最多3-4个块）。 示例：若收到数据段2001-3000和3001-4000，SACK块可表示为 [2001, 3001) 和 [3001, 4001) 。 接收方行为 ： 当收到非连续数据时，在ACK包中附加SACK选项，报告所有已接收但未确认的数据块。 每次发送ACK时，可更新SACK块内容（如新收到数据块时）。 注意：SACK仅是补充信息，主确认号（ACK号）仍指向连续数据的边界。 发送方行为 ： 维护一个“SACK表”，记录接收方已确认的数据块。 当检测到丢包（如收到3个重复ACK）时，检查SACK信息： 若SACK块显示某些数据已收到，则跳过这些数据，仅重传未被SACK覆盖的缺失区间。 结合快速重传机制，实现高效恢复。 实例演示 假设发送方发送包： Seq=1:1000（正常确认） Seq=1001:2000（丢失） Seq=2001:3000（到达，触发ACK=1001并携带SACK= [ 2001,3001)） Seq=3001:4000（到达，触发ACK=1001并更新SACK= [ 2001,3001)和 [ 3001,4001)） 发送方收到3个ACK=1001且SACK显示2001-4000已收到，于是仅重传1001-2000。 SACK的局限性 依赖接收方支持：若一端不支持，则回退为标准TCP。 网络开销：SACK选项增加TCP头大小（尤其多数据块时）。 复杂实现：发送方需维护SACK状态，处理块合并与重叠。 总结 SACK通过显式报告非连续数据块，减少不必要的重传，尤其适合高带宽或高丢包率网络。它是TCP性能优化的重要组成，常与快速重传、拥塞控制协同工作。