TCP快速重传与选择性重传（SACK）机制详解 题目描述 TCP快速重传与选择性重传（SACK）是TCP可靠性传输的重要优化机制。当数据包丢失时，标准TCP超时重传需要等待RTO（重传超时时间），而快速重传通过重复ACK快速触发重传；SACK则进一步允许接收方告知发送方具体哪些数据块已成功接收，从而避免重传已正确到达的数据。请详细解释这两种机制的工作原理和交互过程。 核心概念铺垫 重复ACK（Duplicate ACK） ：当接收方收到乱序数据包时，会立即发送已确认数据的最后一个序列号的ACK。例如已确认序列号1000，收到序列号2000的数据包（缺少1001-1999），会再次发送ACK 1000。 重复ACK阈值 ：通常设为3次，即收到3个相同ACK时认为数据丢失。 SACK选项 ：TCP头部选项字段，允许接收方通过"SACK blocks"描述非连续接收的数据块范围。 快速重传机制分步详解 步骤1：乱序数据包触发重复ACK 发送方发送序列号1-1000、1001-2000、2001-3000、3001-4000的数据包。 假设1001-2000丢失，2001-3000先到达接收方。 接收方发现序列号不连续（期望1001却收到2001），立即发送ACK 1001（确认1000及之前数据）。 步骤2：重复ACK累积与快速重传触发 后续3001-4000到达时，接收方再次发送ACK 1001（累计2次重复ACK）。 当发送方收到第3个ACK 1001时（可能由后续数据包触发），立即判定1001-2000数据包丢失，不等待超时直接重传该段。 步骤3：重传后恢复确认 接收方收到重传的1001-2000后，发送ACK 4001（确认所有连续数据，因2001-4000已缓存）。 SACK机制增强详解 场景：多数据包丢失时的优化 假设发送序列号1-1000（成功）、1001-2000（丢失）、2001-3000（成功）、3001-4000（丢失）。 步骤1：SACK信息反馈 接收方收到2001-3000时，发送ACK 1001，并在SACK块中记录[ 2001,3000 ]。 收到后续数据包（如4001-5000）时，持续发送ACK 1001，并更新SACK块为[ 2001,3000]、[ 4001,5000 ]。 步骤2：发送方解析SACK避免冗余重传 发送方通过SACK块知悉2001-3000和4001-5000已成功接收，仅需重传1001-2000和3001-4000。 若无SACK，发送方在收到ACK 1001后可能误判仅1001-2000丢失，重传后需等待后续超时才能发现3001-4000丢失。 交互流程对比 无SACK时 ：重传1001-2000 → 接收方ACK 3001 → 超时未收到3001-4000的ACK → 重传3001-4000。 有SACK时 ：直接同时重传1001-2000和3001-4000，减少一轮等待。 技术细节补充 SACK块结构 ：每个SACK块包含 [ 左边界,右边界)，如 [ 2001,3000)表示2001-2999已接收。 SACK协商 ：TCP连接时通过SYN包中的SACK-permitted选项协商支持。 重传策略 ：发送方维护"SACK重传队列"，结合SACK信息和重复ACK计数决策重传范围。 总结 快速重传通过重复ACK提前触发重传，SACK通过精确反馈接收情况避免无效重传，二者结合显著提升TCP在丢包环境下的传输效率。实际网络中（如无线环境多丢包），这是保证高吞吐量的关键机制。