TCP/IP TCP快速重传

Q：TCP为什么要设计快速重传机制
在没有快速重传/快速恢复算法之前，重传依靠发送方的重传超时，在timeout时间内如果没有接收到对方的ACK，默认是丢包了，发送方就重传。
包丢失的原因：（1）包checksum出错、（2）网络拥塞、（3）网络断，包括路由重收敛。
发送方无法判断是哪种情况，于是采用最笨的方法，将自己的发送速率减半，即CWND减为1/2(congestion Window)。
这种方法对2是有效的，可以缓解网络拥塞，3则无所谓，反正网络断了，无论发送快慢都会被丢。但对于1来说，丢包是因为偶尔的出错引起的，
一丢包就对半减速不合理。于是有了快速重传算法。
基于在反向还可以接收到ACK，可以认为网络并没有断(排除3)，否则接收不到ACK，如果在timeout时间内没有接收到大于2的duplicated ACK，则概率大事件
为乱序，乱序无需重传，接收方会进行排序工作。如果接收到三个或三个以上的duplicated ACK，则大概率是丢包。
由于可以收到ACK，则网络是通的，可能是1、2造成的，先不降速，重传一次，如果接收到正确的ACK，则一切OK。如果依然接收到duplicated ACK，
则认为是网络拥塞造成的，此时降速则比较合理。

Q：TCP快速重传为什么是三次冗余ACK？
假设A发送给B四个TCP数据段，A的发送顺序为：N、N+1、N+2、N+3

B的接收顺序可能有以下几种情况：
（1）收到的第一个数据段为N，此时A收到0个Dup ACK(N)（冗余ACK）
（2）收到的第一个数据段不为N，则
N+1、N、N+2、N+3，此时A收到1个Dup ACK(N)
N+1、N、N+3、N+2，此时A收到1个Dup ACK(N)
N+1、N+2、N、N+3，此时A收到2个Dup ACK(N)
N+1、N+2、N+3、N，此时A收到3个Dup ACK(N)
N+1、N+3、N、N+2，此时A收到2个Dup ACK(N)
N+1、N+3、N+2、N，此时A收到3个Dup ACK(N)
同理，收到第一个包为N+2、N+3也分别有六种情况，其中有两种情况收到3个Dup ACK。
包乱序情况下，收到3个Dup ACK的概率为：2/6=33%
（3）数据段N丢失，则收到3个Dup ACK的概率为100%
N+1、N+2、N+3，此时A收到3个Dup ACK(N)
N+1、N+3、N+2，此时A收到3个Dup ACK(N)
N+2、N+1、N+3，此时A收到3个Dup ACK(N)
N+2、N+3、N+1，此时A收到3个Dup ACK(N)
N+3、N+1、N+2，此时A收到3个Dup ACK(N)
N+3、N+2、N+1，此时A收到3个Dup ACK(N)

结论：两次duplicated ACK肯定是乱序造成的，丢包肯定会造成三次duplicated ACK。