sockets - TCP如何实现/保证有序的数据传输？

Question

我想知道 TCP 究竟是如何实现按顺序交付的。

可以说这是事件列表

1. 已发送数据包1，已收到确认。
2. packet2 已发送，确认未收到。
3. 数据包 3 发送。
4. 数据包 4 发送。
5. 收到 ack4。
6. 收到 ack3。
7. 收到 ack2。

你能向我描述一下顺序发生的事情吗？

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），指定其有效负载在流中的位置。

假设发生以下情况：收到数据包 1，未收到数据包 2，收到数据包 3 和数据包 4。此时接收 TCP 堆栈知道将数据包 3 和 4 的内容复制到缓冲区的何处，并且它知道它还没有收到先前的数据，因此它将使数据包 1 的数据可供读取，但不会使数据包 3 或 4 数据可用，直到收到数据包 2。

传输 TCP 堆栈通常不会在发送下一个数据包之前等待任何单个数据包的确认，但如果它没有收到给定数据包的确认（并且 ACK 可以并且为了效率而捆绑在一个数据包中），它将重新传输它，直到收到 ACK。

事件的确切顺序取决于网络条件、TCP 堆栈实现、选择的 TCP 策略、套接字选项和其他因素。

Answer 2

TCP 数据包具有序列号（自开始以来的字节偏移量，来自内存），并且 ACK 消息确认已收到特定偏移量：

因此，您最终可能会遇到以下情况：

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管确认是否已满，直到其缓冲区已满（它必须保留未确认的数据包以防它需要重新传输它们）。

发送和确认之间的这种“断开”可以大大加快数据流。

在接收端，数据包可能会乱序到达，并且会一直保留它们，直到可以将某些东西按顺序传递到更高级别。

例如，如果data 3之前到达data 2，接收端会一直持有直到data 2到达，然后它们都将被向上发送。