TCP如何实现/保证有序数据传输？

Question

我在想TCP如何实现有序传递。

假设这是事件列表：

1. 发送packet1，接收到ack。
2. 发送packet2，未接收到ack。
3. 发送packet3。
4. 发送packet4。
5. 接收到ack4。
6. 接收到ack3。
7. 接收到ack2。

你能描述一下这些事件的顺序吗？

- Dunes Buggy

Answer 1

简短的回答是每个数据包都包含偏移信息（伪装成序列号），指定其有效载荷在流中的位置。

假设发生以下情况：接收到数据包1，未接收到数据包2，接收到数据包3和4。此时接收TCP栈知道在缓冲区上复制数据包3和4的内容的位置，并且它知道尚未接收先前的数据，因此它将使数据包1的数据可供读取，但在接收到数据包2之前，不会使数据包3或4的数据可用。

发送TCP栈通常不等待任何单个数据包的确认就发送下一个数据包，但如果它没有收到给定数据包的确认（并且为了效率，ACK可以和已接收的数据包一起打包成一个数据包），则会重新传输数据包直到收到ACK。

事件的确切序列取决于网络条件、TCP栈实现、选择的TCP策略、套接字选项和其他因素。

- George Skoptsov

Answer 2

TCP数据包具有序列号（自启动以来的字节偏移量，从内存中）和ACK消息确认已接收到特定偏移量：

因此，您可能会遇到这样的情况：

data 1 (10 bytes)          ->
                           <- ack (10, data1)
data 2 (15 bytes)          ->
data 3 (10 bytes)          ->
data 4 ( 8 bytes)          ->
                           <- ack (25, data1/2/3)
                           <- ack (33, data1/2/3/4)

换句话说，发送方可以继续发送，而不需要等待确认，直到其缓冲区已满（它必须保留未确认的数据包，以防需要重新传输它们）。

这种“发送”和“确认”之间的“断开”可以大大加快数据流量。

在接收端，数据包可以无序到达，并保留它们，直到可以按顺序将它们传递到更高层次。

例如，如果data 3在data 2之前到达，则接收端会保留data 3，直到data 2到达，然后将它们一起发送以进行传递。

- paxdiablo