Linux TCP协议可靠性保障攻略（从序列号到重传机制深度解析）

Linux TCP协议可靠性保障攻略（从序列号到重传机制深度解析）

TCP（传输控制协议）是互联网核心协议之一，它提供可靠的、面向连接的通信。本文将深入浅出地讲解Linux系统中TCP保证可靠性的核心方案，适合初学者理解TCP可靠性的奥秘。

1. 序列号机制：TCP可靠性的基石

序列号机制是TCP实现可靠传输的基础。每个TCP报文段都会被赋予一个序列号，接收方通过序列号对数据包进行排序，去除重复数据，并将有序数据递交给应用层。这样即使网络层乱序传输，TCP也能恢复出原始顺序。在Linux内核中，序列号的管理由协议栈精心维护，确保TCP可靠性。

2. 确认应答（ACK）机制

确认应答机制是TCP可靠传输的“回执”。当接收方收到数据后，会发送一个ACK报文，告知发送方已成功接收。发送方如果在一定时间内没有收到ACK，就会触发重传。这种“确认-重传”模式是TCP可靠性的核心。下图展示了ACK与重传的关系：

3. 超时重传机制

超时重传是TCP保证数据送达的最后防线。发送方为每个报文段设置一个计时器，如果在超时时间内未收到ACK，则重新发送该报文段。Linux系统根据网络RTT动态调整超时时间，以提高重传效率。理解超时重传对于优化TCP性能至关重要。

4. 校验和保证数据完整性

除了上述机制，TCP还使用校验和（Checksum）来检测数据在传输过程中是否损坏。发送方计算校验和并放入报文头，接收方重新计算并与接收到的校验和比对，不一致则丢弃报文。这为TCP可靠性又加了一道保障。

总结：TCP通过序列号、确认应答、超时重传、校验和等一系列机制，在不可靠的IP层之上构建了可靠的传输服务。这些机制在Linux内核中高效实现，为网络应用提供了稳定基石。后续文章将继续探讨流量控制、拥塞控制等其他可靠性方案。