原文：
https://allen-kevin.github.io/2017/03/01/TCP%E9%87%8D%E7%82%B9%E7%B3%BB%E5%88%97%E4%B9%8Bsack%E4%BB%8B%E7%BB%8D/TCP重点系列之sack介绍
发表于 2017-03-01 | 分类于 TCP/IP | |
在早期的TCP拥塞控制中都是通过收到duplicate ack（默认3个）来trigger fast retransmition，但是当有多个丢包时，这样每次重传一个包，收到重传包的ack后，再通过 duplicate ack trigger retransmit下一个包，容易造成timeout，于是有人提出了sack来解决这个问题。
什么是sack
sack的全称是selective acknowledgment，也就是选择性确认，添加sack功能需要在TCP包
头加两个选项，一个是开启选项（enabling option），另一个是sack选项（sack option）本身。开启sack选项后，receiver会将自己收到了哪些包，没收到哪些包的信息记录在sack段中告诉给sender，这样sender便可以一次性重传所有的丢包。
enabling option
enabling option是一个占两字节的选项，在建立连接时通过SYN来告诉对方自己是否支持sack。
| 1 2 3 4 5 |
TCP Sack-Permitted Option Kind: 4 +-----------+------------+ | Kind = 4 | Length = 2 | +-----------+------------+ |
sack option
开启sack后，从receiver向sender发送的ack会在sack option字段中携带一些确认信息，
而不是单纯的duplicate ack。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
TCP SACK Option Kind: 5 Length: Variable +-------------+-------------+ | Kind = 5 | Length | +------------+------------+-------------+-------------+ | Left Edge of list Block | +------------+------------+-------------+-------------+ | Right Edge of list Block | +------------+------------+-------------+-------------+ | | / . . . / | | +------------+------------+-------------+-------------+ | Left Edge of list Block | +------------+------------+-------------+-------------+ | Right Edge of list Block | +------------+------------+-------------+-------------+ |
sack选项一般占40字节，其中kind占4字节，length占4字节，剩下32字节，每8字节为一个sack段，一个sack段用来记录一个连续block的开始序号和结束序号，所以最多只能记录4段连续的block。在实际情况中，经常会最多只有三段block，因为sack会经常与时间戳选项结合，用于测量RTT，这需要占用额外的8字节。
为什么要引入sack
在早期的TCP拥塞控制中，通过收到duplicate ack（默认为3个），连续三次ack某一个包来告诉sender某个丢包了，然后进入fast retransmition state，sender重传这个包，当receiver收到这个重传包后，便会发一个ack（ack新的包）给sender，告诉sender下一个要发送的包是哪一个。可以看到，通过duplicate ack每次只能重传一个包，如果有多个丢包，在等待重传过程中，很容易timeout，造成带宽利用率下降（underutilized）。
而如果开启sack，每一个sack段记录的是已经收到的连续的包，sack段与sack段之间断片的，也就是还没收到的（可能已经丢失，也可能是reorder）。通过sack段便可以知道多个可能已经丢失的包，这样便可以一次性的重传，而不是一个一个重传，避免因等待时间长造成的timeout问题。
要注意的是开启sack选项，也是有弊端的，因为丢包意味着网络很可能已经拥塞，这时如果一次重传多个包，很可能会造成网络更加拥塞。
参考文献
RFC 2018 TCP Selective Acknowledgment Options