摘要：Linux 中的 TCP 协议通过以下机制确保数据传输的可靠性，这些机制既符合 TCP 标准规范，也包含 Linux 内核特有的优化：
Linux 中的 TCP 协议通过以下机制确保数据传输的可靠性，这些机制既符合 TCP 标准规范，也包含 Linux 内核特有的优化：
1. 确认应答（ACK）机制
原理：接收方对每个成功接收的数据段发送 ACK，确认其按序到达。Linux 实现：Ø 延迟 ACK：默认启用（tcp_delack_sec 参数），减少 ACK 报文数量，提升效率。
Ø 累积 ACK：ACK 号表示已连续接收的最大字节序号，触发缺失数据的重传。
2. 序列号与数据排序
原理：每个字节分配唯一序列号，接收方按序重组数据。Linux 优化：Ø 接收缓冲区管理：内核缓存乱序到达的数据，等待缺失部分填补后提交给应用层。
Ø 通过 tcp_rmem 参数动态调整接收缓冲区大小，适应不同网络环境。
3. 超时重传与快速重传
超时重传（RTO）：Ø RTT 动态计算：基于 Jacobson/Karels 算法计算往返时间（RTT），动态调整超时阈值（RTO）。
Ø 内核参数如 tcp_retries1、tcp_retries2 控制重传次数。
快速重传：Ø 收到 3 个重复 ACK 时立即重传（无需等待超时），通过 tcp_fastretrans_alert 机制实现。
4. 流量控制（滑动窗口）
原理：接收方通过 rwnd（接收窗口）通告可用缓冲区大小，限制发送速率。Linux 特性：Ø 自动窗口调整：启用 tcp_window_scaling（默认开启）支持大于 64KB 的窗口。
Ø 零窗口探测：当接收方窗口为 0 时，发送方定期发送探测报文（通过 TCP Keep-Alive 机制）。
5. 拥塞控制算法
默认算法：CUBIC（高带宽、高延迟网络优化），可通过 sysctl net.IPv4.tcp_congestion_control 查看。其他算法：如 BBR（基于带宽和延迟估计）、Reno、Vegas 等，支持动态切换。拥塞窗口（cwnd）：动态调整发送速率，避免网络过载（如 AIMD 策略）。6. 校验和（Checksum）
原理：每个数据包包含校验和，检测传输中的损坏。Linux 优化：利用网卡硬件校验和卸载（通过 ethtool -K ethX tx on rx on 启用），降低 CPU 开销。7. 连接管理
三次握手：通过 SYN/SYN-ACK/ACK 建立连接，防范 SYN 洪水攻击（启用 SYN Cookies）。四次挥手：正确处理 TIME_WAIT 状态（通过 tcp_tw_reuse 或 tcp_tw_recycle 参数优化资源释放）。8. 选择性确认（SACK）
原理：接收方通过 SACK 选项告知发送方非连续接收的数据块，减少不必要重传。Linux 支持：默认启用（tcp_sack 参数），需结合 tcp_dsack（重复 SACK）检测虚假重传。9. 路径 MTU 发现（PMTUD）
原理：动态探测路径最大传输单元（MTU），避免 IP 分片。Linux 处理：通过 tcp_mtu_probing 参数启用 MTU 探测，适配网络变化。10. 保活机制（Keepalive）
作用：检测空闲连接是否存活。Linux 配置：通过 tcp_keepalive_time（默认 7200 秒）、tcp_keepalive_probes（探测次数）等参数控制。11. 内核参数调优
Linux 提供丰富的 /proc/sys/net/ipv4/ 参数供调整：
缓冲区管理：tcp_rmem（接收）、tcp_wmem（发送）、tcp_mem（全局内存限制）。重传策略：tcp_retries2（最大重传次数）、tcp_syn_retries（SYN 重试次数）。高级特性：tcp_timestamps（防止序号回绕）、tcp_ecn（显式拥塞通知）。总结
Linux 的 TCP 实现结合了标准协议规范与内核级优化，通过动态算法（如 CUBIC、BBR）、智能缓冲区管理和丰富的可调参数，在复杂网络环境中平衡可靠性与性能。用户可根据实际场景调整内核参数（如拥塞控制算法、窗口大小）以进一步优化。
来源：老客数据一点号
