TCP传输面向字节流如何处理重传呢？

Posted 2022-11-03 the-last

1  网络协议背景概念

4层网络传输是基于udp基于端口

7层网络协议传输是基于tcp基于端口（tcp的复杂度很高很高..），并在tcp之上添加了会话层表示层应用层

upd协议面向报文，tcp协议 面上字节流。

 

啥是面向字节流呢？

 

2  TCP传输通信过程

tcp面向字节流，udp面向报文。那tcp的字节流是怎样的呢？

tcp是点到点的通信，建立tcp链接的两个端点，传输的数据不是报文，是一段数据中的一部分，并不知道一次读的数据是多少和发送次数。

数据交给tcp层，由tcp决定一次发送多少数据，判断条件有很多，发送窗口、拥塞窗口、路径上的最大传输单元（MTU），输出队列数据总量等。

 

如图在tcp发送数据之前，应用程序和tcp协议之间有一个tcp缓存队列，这个队列不固定字节大小，tcp要发送的数据也不固定字节大小，

tcp是去发送数据的一部分字节流，

并在这个传输中一直单向的进行。 ？？？？？？？

所以在网络传输中可以看到的是数据片段，然后是一组一组的数据交付给接收方。

 

3  传输报错重传机制

如果发送方发送 1 2 3 4 接收方只收到 1 2 回复确认 ack 3，然后发送方发来了 4，不能回复确认ack 5，因为不能跳跃确认。

于是，采用重传机制，有2种：

3.1  超时重传

发送方不知道3 4 5 的接收情况，接收方一直在等 3，这中方式会有比较严重的问题。

发送方有两种选择：

  a ,  默认 3 发送失败，重新发送3 

  b ，默认 3 4 5 发送失败，重传 3 4 5 

a的方式，只传 3可能会慢，b的方式传 3 4 5 很快但是占用带宽，timeout也可能很长，这两个都不是最后的方法。

3.2  快速重传

tcp还有一种 快速重传 的算法，Fast-Retransmit，是以数据驱动重传，不是timeout时间驱动。

怎么是以数据驱动呢？

就是 如果只收到 1 2 ，回复ack 3 ，随后收到了 4 5 但是还没收到 3， 4 5的ack也回复 3 3，这样发送方会收到3个一样的ack，会知道传输出了问题

这就是大部分tcp数据驱动重传机制（什么？大部分tcp，总共是有几个版本的..）。

这种方式还不是最好的，只是解决了timeout的问题，回传的个数还是没解决，比如一次发了20条，就不知道是哪3个发的ack了，需要回传这20条。。

3.3  sack 重传

选择性重传，Selective Acknowledgement（sack），tcp的头会多一个SACK，快速重传的ACK还在。

sack只回复已经到达的碎片，这样发送端就能准确知道是重传那部分字节流。在Linux可以用tcp_sack这个字段开启这个功能，2.4版之后的Linux默认开启。

 

参考：https://tools.ietf.org/html/rfc2018  https://www.jianshu.com/p/69695f332a71

 

遗留问题

tcp重传还有一些问题，sack也不能完全相信：

如果有接收端会将数据保存直到失败的分组重传，就会有接受方内存拥挤把收到的数据丢弃了，可能有。