网络协议系列之八：TCP差错控制

TCP的差错控制主要使用校验和、确认、超时重传这三个工具进行差错控制。

校验和主要用来检验数据报文是否受到损伤。如果校验和无效，报文就会在终点被丢弃。

确认是接收端用来证实确实收到了报文，在TCP中，使用的是累计确认，接收端会告诉发送端其下一个希望接收的字节编号。

超时重传是差错控制的核心。实际上当发送端发送一段字节的数据后，会把这个报文段保存在一个队列中，并启动一个计时器，这个计时器也叫RTO(重传计时器)，若计时器超时发送端还没有收到接收端的ACK确认，那么发送端会把队列中的首部报文重新发送。

当然RTO的值是动态的，与RTT有关，RTT是一个报文自发送到接收端返回确认的时间。如果RTO的值不是很大。使用简单的超时重传也就够了，但是如果RTO的值足够大，再使用超时重传就不太切实际了。

TCP是这样处理的：如果发送端连续收到三个重复的超时重传ACK，那么发送端可以不必等待计时器到达而选择马上重传报文段，这种机制也称为快重传。

还有一点要注意的是：接收端接收的数据可能不是按序到达的，当接收到不是按序到达的数据的时候，接收端不会丢弃该数据，而是先保存起来，并立即发送一个ACK，当其他失序的报文都到达后才把数据交付给接收进程。由于当RTO的值比较大的时候，TCP会采用快重传机制重传丢失的报文段，所以当发送完一个报文段后，如果发送端连续接收到3个重复的ACK确认的时候就会马上重传报文段，即使RTO计时器还没有超时。下图是快重传的一个流程图：

针对这个流程图说明快重传的机制：

1. 当发送端收到接收端ackNo=301的报文的时候，继续传输起始编号为301长度为100字节的数据，但是这个报文段丢失了，而发送端继续传输了字节编号从401到500的字节，接收端于是收到了失序但无差错的报文段，接收端把这段报文保存起来，并在接收窗口隔一个空隙，表示还有失序的报文没有到达，并给发送端发送ackNo=301的报文，表示起始编号为301的字节数据我这边还没有收到，你那边注意一下，准备重传吧
2. 发送端收到这个报文后，仍然继续传输起始编号为501到600的字节，接收端接收到后保存起来，并重新发送ackNo=301的报文
3. 发送端继续发送起始编号为601到700的字节，接收端收到后保存起来，并再次发送ackNo=301得的报文，由于这已经是第四次收到重复的ACK确认了，虽然这时RTO计时器还没有到达，但是发送端立即发送起始编号为301的字节数据。