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TCP协议的可靠性

数据包丢失是对网络的破坏，因为它导致延迟。TCP协议建立了可靠的数据传输，但掩盖了丢包的影响。TCP确保数据的传输是基于一个叫做 "滑动窗口 "的概念。这种机制控制着传输的字节序列和收到的确认。

在排序的帮助下，接收方可以通知发送方丢失的数据（如数据包丢失）。独立地讲，发送方可以通过重传定时器的到期来检测丢包。从性能分析的角度来看，必须了解丢包的重要性，以避免 "机器中的幽灵"。下面的文章探讨了这些机制的行为和性能。

重传计时器

每个传输的数据包都由发送方链接到重传计时器。如果计时器在已传输的数据段被确认之前过期，则该数据段将被声明为丢失并重新传输。在性能方面，重传定时器有两个重要特点：

初始重新传输超时（RTO）的默认值几乎始终为 3000 毫秒。随后，该值会根据实际路径重传时间动态调整为更真实的值。

对于数据包的后续重新传输，超时值始终加倍。

对于短数据流（例如网络流量），重传计时器用于检测数据包丢失。只有 1000 字节的消息在单个数据包中传输。当然，如果数据包丢失，接收方无法发送接收确认，因为接收方不知道丢失的数据包曾经发送过。如果数据包在 TCP 连接的早期丢失，例如在三次握手期间丢失 SYN 数据包，则数据包丢失在三秒钟内不会恢复。

三次重复的ACK

在较大的数据流中，可以在重传定时器过期前检测到丢失的数据包。这是借助于三个收到的ACK副本来完成的。这种机制通常比等待重传定时器过期更有效。如果到达的节点收到的数据包不符合顺序，它就会发出重复的ACKs。失序的数据包可以是在丢失的数据包数据之后发送的数据包。重复的ACK包包含接收方仍在等待的准确序列号。当发送节点收到第三个重复的ACK时，它认为有关的数据包不仅被延迟，而且实际上已经丢失。结果，丢失的数据包被重新传输。如果发生这种情况，发件人会假定网络中存在拥堵，并将拥堵窗口减少50%，以积极应对拥堵。慢速启动机制会缓慢增加CWD值。

例如，如果一个服务器向客户传输一个大文件，由于慢速启动机制，发送节点的吞吐量提升得更慢。当拥塞窗口达到24时，数据包丢失会被一个三重复的ACK检测到。随后，服务器重传丢失的数据，CWD值减少到12。慢速启动机制将在这个时候重新启用其拥塞避免模式。这种行为在现代网络中经常看到。