TCP的SACK（选择性确认）选项格式与传输中的交互流程详解 描述 当TCP连接中出现多个不连续的报文段丢失时，传统的累计确认机制只能确认连续收到的最大序列号，发送方只能重传第一个丢失的包（即使后续非连续包已到达接收方），导致效率低下。SACK（Selective Acknowledgment）通过TCP选项字段，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，从而让发送方仅重传真正丢失的报文段，显著改善重传效率。 核心知识点 SACK选项格式及其编码方式 接收方生成SACK块的规则 发送方利用SACK信息进行重传决策的流程 步骤1：SACK选项的格式与编码 选项基础结构 TCP选项字段由类型（1字节）、长度（1字节）、值（可变长）组成。SACK选项类型值为 5 ，长度字段表示整个选项的字节数。 SACK块内容 每个SACK块包含两个32位边界： 左边界 ：已接收数据块的起始序列号（包含） 右边界 ：已接收数据块结束序列号的下一个序列号（不包含） 每个SACK块占8字节，加上类型和长度字段，选项最小为10字节（1个SACK块）。 多块限制 因TCP头部选项空间有限（最多40字节），通常最多携带3个SACK块（占用26字节：2 + 8×3 = 26）。接收方按接收时间倒序排列SACK块（最近接收的块在前）。 示例 ： 若接收方收到序列号范围 [ 1000,2000)和 [ 3000,4000)的数据块，SACK选项可编码为： 类型=5, 长度=18, 值=[ 左边界3000, 右边界4000, 左边界1000, 右边界2000 ] 步骤2：接收方生成SACK的规则 触发条件 当接收方收到乱序或重复的数据段时，会在ACK中携带SACK选项。第一个SACK块总是描述最新接收的非连续数据块。 维护SACK信息 接收方维护一个“SACK缓存”，记录当前未被确认的非连续数据块。每次收到新数据段时： 若序列号连续，则更新累计ACK，并可能清除部分SACK块 若序列号不连续，则将新块加入缓存，并按时间倒序更新SACK选项 避免冗余 若SACK块之间可合并（如相邻或重叠），接收方应在缓存中合并它们，以节省选项空间。 步骤3：发送方处理SACK的决策流程 解析SACK选项 发送方从ACK中提取SACK块，与已发送但未确认的数据段对比，识别哪些数据已成功到达。 重传决策（基于SACK的快速重传增强） 当收到3个重复ACK（或结合SACK阈值）时，发送方不会只重传第一个丢失段 而是检查SACK块，构建“丢失段列表”：所有未被SACK覆盖且未确认的数据段都需要重传 重传策略示例 假设发送方发送序列号：1000-1999, 2000-2999, 3000-3999, 4000-4999 接收方收到：1000-1999, 3000-3999 → 回复ACK=2000, SACK块= [ 3000,4000) 发送方分析： 累计ACK=2000表示2000之前的都已收到 SACK块 [ 3000,4000)表示3000-3999已收到 缺失段：2000-2999（累计ACK与SACK块之间的空洞） 立即重传2000-2999，无需等待后续段超时 带宽恢复优化 发送方收到SACK后，可计算“已交付数据量”，在快速恢复阶段更精确地调整拥塞窗口，避免过度减少发送速率。 步骤4：SACK与重复ACK的协同机制 重复ACK计数 即使有SACK，重复ACK仍用于触发快速重传。收到第3个重复ACK时，发送方结合SACK信息判断多个丢失段，启动快速重传和快速恢复。 SACK重传超时保护 若网络严重乱序导致SACK信息不足，发送方仍依赖RTO超时作为最终重传保障，避免死锁。 实际影响 性能提升 ：在高丢包或乱序网络中，SACK可减少不必要的重传，提升吞吐量30%以上 兼容性 ：SACK在连接建立时通过TCP选项协商（SYN段中的SACK-permitted选项），两端均支持才启用 与其它机制协作 ：SACK常与DSACK（重复SACK）结合，帮助识别虚假重传或网络重复报文 通过以上步骤，SACK在传输层实现了对非连续数据接收的精确反馈，使TCP能适应更复杂的网络环境，是现代TCP实现高可靠、高效率传输的关键特性之一。