HTTP请求分割为多个TCP包后，如果一个TCP包丢失，应用层会有什么影响？

来源于小伙伴提问。

先说结论，如果某个 TCP 段丢失并且重传失败，整个 HTTP 请求都无法被应用层读取。

应用层只能在 TCP 层确保数据完整并交付后，才能处理这个请求。

1、HTTP 请求的传输过程

HTTP 协议位于应用层，而 TCP 位于传输层。当应用层（如浏览器或 HTTP 客户端）发出一个 HTTP 请求时，HTTP 报文会先传递到传输层（TCP），在这里会被划分成更小的段（TCP segments），每段会添加 TCP 头，形成 TCP 报文段。TCP 使用这些段来确保传输的可靠性。

在传输层，TCP 会将 HTTP 数据切分为多个段，每个 TCP 段的大小根据传输网络的 MTU（最大传输单元）来决定。

在 IP 网络中，通常 MTU 大小为 1500 字节，因此一个大的 HTTP 报文会被分割为多个 TCP 报文段，以适应网络传输的要求。

2、TCP 的可靠性与重传机制

TCP 是一种可靠传输协议，它通过以下机制保证数据完整性：

• 序列号：每个 TCP 段都有一个唯一的序列号，接收端通过序列号确保数据的顺序。
• 确认机制：接收端收到 TCP 段后会发送 ACK 确认。
• 重传机制：如果发送端未在特定时间内收到 ACK，便会重传该 TCP 段。

如果某个 TCP 段丢失（例如网络问题导致的丢包），TCP 协议会尝试重传。

一般情况下，通过重传机制能够成功传送丢失的数据段，从而让接收端获得完整的 HTTP 报文。

3、丢包未能成功重传时会发生什么？

假设某个 TCP 段丢失了，并且多次重传都失败，这种情况下会导致 TCP 连接的中断。

TCP 在多次重传失败后会认为网络不稳定，通常会中断连接并返回错误（比如 TCP 超时）。

一旦 TCP 连接中断，HTTP 请求的数据便无法完整到达应用层，整个 HTTP 请求也就无法被应用层读取。

4、应用层的数据读取

应用层不会直接读取 TCP 段。数据到达接收端后，TCP 会在内核中将各个 TCP 段重新组装成完整的数据流，只有当完整的数据流被组装好后，应用层才会读取。

因此，如果某个 TCP 段无法成功传输，数据流无法完成组装，应用层也就无法获取到这个 HTTP 请求。

在 Linux 等操作系统中，这个过程是由内核的 TCP/IP 栈完成的。TCP 栈在处理 HTTP 报文时，确保报文的完整性后才会交给应用层。

如果分段未能完全接收，则 TCP 栈不会将数据上交，应用层也就不会读取到部分数据。

因此，如果某个 TCP 段丢失并且重传失败，整个 HTTP 请求都无法被应用层读取。应用层只能在 TCP 层确保数据完整并交付后，才能处理这个请求。

值得一提的是，HTTP/2 和 HTTP/3 都试图减少 TCP 的传输影响。

HTTP/2：在同一个 TCP 连接上通过多路复用（Multiplexing）实现多个并行请求和响应，但依然依赖 TCP 的可靠传输。

HTTP/3：基于 QUIC 协议，放弃了 TCP 的可靠传输，转而使用 UDP，应用层直接管理重传、流控制等。

这样做的好处是，即便个别数据包丢失，也不影响其他数据包的传递。这种设计更适合现代网络环境，减少了丢包对整体传输的影响。