TCP系列18—重传—8、FACK及SACK reneging下的重传
一、介绍
FACK的全称是forward acknowledgement，FACK通过记录SACK块中系列号最大(forward-most)的SACK块来推测丢包信息，在linux中使用fackets_out这个状态变量来记录FACK信息。我们之前介绍SACK重传时候说过在SACK下需要3个dup ACK来触发快速重传(3个为默认值)，而SACK下的dup ACK的定义与传统的非SACK下定义又略有不同(详细请参考前面的文章和示例)。当使能FACK的时候，实际上我们可以通过一个SACK块信息来推测丢包情况进而触发快速重传。比如server端依次发出P1(0-9)、P2(10-19)、P3(20-29)、P4(30-39)、P5(40-49)，假设client端正常收到了P1包并回复了ACK确认包，P2、P3、P4则由于网络拥塞等原因丢失，client在收到P5时候回复一个Ack=10的确认包，并携带P5有SACK块信息(40-50)，这样server在收到P1的确认包和P5的dup ACK时候，就可以根据dup ACK中的SACK信息得知client端收到了P1报文和P5报文，计算出P1和P5两个数据包中间间隔了3个数据包，达到了dup ACK门限(默认为3)，进而推测出P2报文丢失。
SACK reneging我们在前面SACK中已经介绍了，下面我们通过示例来一起看一下FACK和SACK reneging下的重传。
二、wireshark示例
1、tcp_early_retrans=0,tcp_retrans_collapse=0,tcp_discard_on_port =9877,tcp_sack=1,tcp_fack=1;场景下的重传如下图所示：
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server端依次发送No6-No10五个数据包
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client收到No6后回复一个不带有SACK选项的ACK确认包(No11)，server端正常接收到这个ACK确认包
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接着client模拟No7-No9数据包丢包，在收到No10乱序包的时候，回复一个dup ACK，其中包含SACK信息(33-41)，
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server端收到这个dup ACK后推测处client端已经收到No6和No10报文，中间间隔的报文个数为3个，达到dup ACK门限，进而触发快速重传。
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client继续模拟丢包，接着server端RTO超时，进行指数回退过程。
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直到No16重传后，client开始回复不带有SACK选项的ACK(partial ACK)，但是因为ack number并没有落在33-40之间，此时linux并不会确认发生了SACK reneging。这个ACK触发快速重传(No18)。受限与拥塞控制，这个时候只能发送一个重传包，发送完这个重传报文后根据收到的ACK更新拥塞窗口，拥塞窗口自增1，因此此时可以发送一个新的数据包，但是因为缓存中没有新的待发送数据因此并没有新数据包传出。
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接收client回复No19的ACK确认包(partial ACK)，这个ACK报文虽然不带有SACK选项，但是linux同样不会确认发生了SACK reneging，server端根据这个partial ACK触发快速重传，在上一步中拥塞窗口已经自增了1，因此实际上快速重传可以重传两个TCP报文但是因为重传完No20后，只剩下一个报文待重传，而这个报文之前又被SACK过，因此快速重传不会重传这个报文
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接着client回复不带有SACK选项的No21确认包，Ack=33，注意之前触发FACK快速重传的时候反馈的SACK块信息是(33-41)告诉server端收到了No10数据包，而这个新回复的No21确认包又告诉server没有收到No10确认包。此时就是发生了SACK reneging。在这个ACK确认包触发快速重传时候，就会检测是否发生了SACK seneging，如果发生SACK reneging，linux会初始化一个RTO定时器，定时器的定时时间为RTT/2。快速重传时候检测到了SACK seneging就会直接退出。
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接着上一步的RTO定时器超时，触发了No22的RTO超时重传，client回复对应的ACK确认包，整个传输过程结束。
2、tcp_early_retrans=0,tcp_retrans_collapse=0,tcp_discard_on_port =9877,tcp_sack=1,tcp_fack=0;这里我们关闭FACK功能，其他设置不变重新进行类似上面的测试
可以看到这个示例与上面示例的主要差异就是No12的dup ACK虽然同样反馈了No10的SACK信息，但是并没有触发快速重传。其他内容与上面示例基本一致不再重复介绍。
3、tcp_early_retrans=0,tcp_retrans_collapse=0,tcp_discard_on_port =9877,tcp_sack=1,tcp_fack=1;低于dup ACK门限
这个示例和示例1不同的地方在于No12的dup ACK确认包携带的SACK信息为(25-33)，也就是通过SACK确认了No9报文，No9与No6报文之间间隔了2个报文没有达到dup ACK的门限，因此并不会触发快速重传。注意server端在收到No19确认包时候触发了快速重传流程，但是快速重传前检测到SACK seneging，重启了RTO定时器并退出快速重传。
补充说明：
1、SACK seneging的检测和RTO定时器的设置参考linux内核tcp_check_sack_reneging函数
