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 TCP的SACK（Selective Acknowledgment，选择性确认）是一种在TCP连接中优化重传的机制。传统TCP使用累积确认（Cumulative ACK），只能确认连续接收的数据，若发生非连续数据段丢失，发送方需重传所有未被确认的数据（即使部分数据已正确接收）。SACK允许接收方通过SACK选项，在ACK报文中告知发送方已接收的非连续数据块，从而让发送方仅重传缺失的数据段，提高传输效率。 1. SACK选项格式 SACK选项是TCP头部可选字段之一，格式如下： 类型（Kind） ：1字节，固定为 5 ，表示这是一个SACK选项。 长度（Length） ：1字节，指示SACK选项的总字节数（包括Kind和Length字段）。每个SACK块占8字节，长度值 = 2 + 8 × SACK块数。 SACK块列表 ：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（不含该序号，即第一个未接收的序列号）。 右边界 ：已接收数据块的结束序列号（含该序号减一，即最后一个已接收的序列号+1）。 注意 ：SACK块描述的是已接收的数据范围，且通常与ACK字段的累积确认序列号结合使用。 示例： 若ACK=5001，SACK块= [ 5001, 6001)，表示序列号5000之前的数据已确认，且序列号5000-6000（不含6000）的数据块已接收但非连续。 2. SACK协商与启用 SACK在TCP三次握手阶段通过选项协商： 双方在SYN或SYN-ACK报文中携带 SACK-permitted 选项（Kind=4，Length=2），表示支持SACK。 只有双方都声明支持SACK，后续数据传输中才能使用SACK选项。 3. 数据传输中的SACK交互流程 假设发送方发送序列号1001-2000、2001-3000、3001-4000三个数据段，并发生非连续丢失： 步骤1：正常发送与部分接收 接收方正确收到1001-2000和3001-4000，但2001-3000丢失。 接收方发送ACK=2001（累积确认，期望下一个序列号），并携带SACK选项： SACK块=[3001, 4001) 。 含义 ：确认了1001-2000的数据，并告知发送方“3001-4000已收到，但2001-3000缺失”。 步骤2：发送方处理SACK信息 发送方维护“SACK接收数据图”，记录已被SACK确认的非连续数据块。 根据ACK=2001，发送方知道2001之前的数据已确认，但2001-3000未确认。 SACK块 [ 3001,4001)表明3001-4000已接收，因此发送方仅需重传2001-3000。 步骤3：重传与后续确认 发送方重传2001-3000后，接收方收到该段，数据变为连续（1001-4000）。 接收方发送ACK=4001（累积确认），无需携带SACK选项。 4. 多个SACK块的处理 若接收方有多个非连续数据块，可在同一ACK中携带最多4个SACK块（受TCP选项长度限制，通常最多4块）。 示例： 接收数据：1001-2000、3001-4000、5001-6000（缺失2001-3000、4001-5000）。 ACK=2001，SACK块= [ 3001,4001)、 [ 5001,6001)。 发送方重传2001-3000后，接收方ACK=4001，SACK块= [ 5001,6001)（剩余一个非连续块）。 5. SACK与重传超时（RTO）的协同 当发生丢包时，SACK可触发快速重传（基于重复ACK），无需等待超时。 发送方根据SACK信息更新“重传队列”，仅重传未被SACK覆盖的缺失数据段。 若网络拥塞严重，SACK可能多次重复同一数据块信息，发送方需结合拥塞控制算法（如NewReno或CUBIC）调整拥塞窗口。 6. SACK的局限性 资源开销 ：发送方需维护SACK数据图，增加内存与计算负担。 ACK丢失 ：若携带SACK的ACK丢失，发送方可能无法及时更新接收状态，但可通过后续SACK恢复。 与旧协议兼容 ：仅当两端支持SACK时生效，否则回退到累积确认。 总结 SACK通过允许接收方“选择性确认”非连续数据，显著减少了不必要的重传，尤其在多个数据段丢失时提升性能。其核心在于SACK选项格式的设计、握手阶段的协商，以及发送方对SACK信息的实时处理。结合快速重传与拥塞控制，SACK成为现代TCP实现高可靠传输的关键机制之一。