最近我遇到一个难题，我在阿里云买了一台服务器，用它搭建了一个“获取全世界互联网信息的服务”。我家用的是电信宽带，使用起来非常流畅，但是莫名其妙的是，在公司就不能很好地运作。公司用的也是电信的宽带服务，是写字楼园区专供的企业电信宽带服务。

跟公司的 IT 抱怨很久，他们也没法解决，说我对服务器发出的请求，是从离开公司端口后开始丢包的，只能去投诉运营商，这个借口真好，原因是什么也没法查，解决当然也无法解决啦，好，不去管这些烦心事情了。

后来我同事告诉我一个神奇的工具，以及解决方案，终于曲线救国了。我把阿里云服务器上的服务，桥接到我家里，然后在公司的时候，我就连接到我自己家里的服务器。为了保持家里和阿里云的可靠连接，我需要搭建一条可靠的隧道。这里就用到了一种ARQ协议。我以前不知道什么是ARQ，今天看了一下维基百科，觉得还是很有意思的，本文就介绍一下什么是ARQ。

要记住：重要的事情说三遍

ARQ 的全称是 Automatic Repeat reQuest，不要问我为什么选择这三个大写字母，我也觉得选择很奇怪，估计大写缩写有一定的规则吧，我并不了解。但是从字面意义上看，就是说，把请求自动再发一次。就好像，你跟别人说话，那人没听到，你就再说一遍，一直到他听到为止，这就好像是我们开玩笑的：重要的事情说三遍一样。只是一个比喻。

从这个名字里，我们可以了解到另外一件事情，ARQ 虽然被称为是一种协议，但是定义里看更像一种策略，或者一种解决方案建议，具体怎么去实现，还是有多种办法的，也有很多的变体，后面会说到这个问题。

ARQ，也可以是 Automatic Repeat Query 的缩写，是一种在数据传输时，使用确认（Acknoledgements，就是我们常说的ACK，接收方发送一个消息，告诉发送方，自己是否正确接到了一个包体）和超时（Timeouts，在收到一个确认消息之前，等待的一个确定的时间段）机制，在不可靠的网络上，实现可靠的数据传输的错误控制方法。如果发送方在超时之前没有收到确认，通常会重新传输相应的包体，直到收到确认或者重试超过一定的次数。

维基百科 Automatic Repeat Request

ARQ 的常见策略

ARQ 协议有很多种常见的策略：

• 停止并等待 ARQ（Stop-and-wait ARQ）：这是最为简陋的一种ARQ实现方式，用于远程通信的两端，保证消息传送没有缺失和按序到达。一句话概括这种策略，就是每说一句话，都要等到确认才说第二句，否则就一直重复上一句。很显然，这种方式就是串行发送消息帧，而且要等待确认才继续，一帧内容传送就要最短等待一个往返消耗的时间，有时候还要加上超时，所以效率非常低下，速度也非常慢，实现起来很简单。这种协议很容易出问题，比如，接收方的确认消息丢失了，或者确认太慢了，导致了发送方等待过久，发送方就会重发，结果接收方就收到两个一样的帧，这时候，接收方就没法确认，到底是上一帧重复了，还是又来了一个新的帧。发送方也可能会收到两个确认，无法识别是重复确认同一帧还是不同。于是，这种协议会在头里加上一个比特（bit）的序号，取值只有 0 或者 1，接收方收到的时候，是按照 010101…… 这样的交错顺序的，否则就是重复帧，简单丢弃就可以了，发送方收到的确认也带序号，采用同样策略处理。所以，这种 ARQ 也叫做“翻转比特协议”（alternating bit protocol）；

• 后退N帧 ARQ（Go-Back-N ARQ）：这种协议相对上面一种来说，其实利用了统筹的思想，这种策略下，发送方在等待超时的间歇，可以继续发送数据帧，可以连续发出的帧数量，叫窗口大小，显然窗口大小的设定和超时时间，数据传输速度匹配，是比较优化的选择。同样，所有发送的帧，都要带有序号，接收方严格按照序号收纳数据帧，先收 1，再收 2，如果这时候 3 丢了，来了一个 4，那么接收方会丢弃。同时，接收方每收到一个帧，都要确认一个序号，就是自己收到的有效的最大序号，在这个例子里，接收方一直确认 2。发送方在发完一个窗口所有的帧以后，检查最大的有效确认，然后从最大的有效确认后面一个开始重发，比如上面的例子里，发送方已经发到 8 了，但是因为最大的有效确认只有 2，那么必须从 3 开始重新发送。其实，TCP 协议，使用的就是这种 ARQ 策略（变体）。从这个机制的原理可以看出来，这个协议的特点，有一个滑动窗口，但是这个窗口只对发送方来说存在，接收方只是一帧一帧处理数据，所以，仍然存在很多的浪费，一些信息会反复发送多次。如果把收到的不想要的帧，先缓存起来，说不定将来会用到，就可以提高效率，这就引出了另一种策略；

• 选择性重发/拒绝 ARQ (Selective Repeat/Reject ARQ）：其实理解了上一种，这种就很容易了，就是把收到的非预期帧缓存起来，然后告诉发送方自己缺哪一帧，服务器不会连续重发，而只发送接收方缺失的帧，如果接收方续上了编号，就快速向前跳动编号，这样极大减少了数据的重复发送，提高了效率。

总结

ARQ 是一种在数据传输过程中，错误控制的策略，保证了数据的完整性和顺序性。核心目的是在不可靠的网络上实现可靠的数据传输。比如，在短波无线电传输，GSM 网络，电报等领域都有很广泛的应用。在当今因为各种原因导致的复杂互联网环境上，某些点对点传输的服务，也变得不那么可靠，可以考虑引入 ARQ 策略。

在服务器端开发方面，ARQ 的思想，也可以给我们在服务实现时候，很多的启发。此外，这种策略的学习和理解，也是理解更复杂的网络协议的基础。

建议继续学习：

1. 介绍几个QQ开源项目及协议下载    (阅读：8947)
2. websocket 通信协议    (阅读：5453)
3. MySQL协议分析    (阅读：4771)
4. 简明HTTP协议    (阅读：3858)
5. SNMP概述–运维必知的协议基础    (阅读：3952)
6. TCP协议状态详解    (阅读：3674)
7. 360软件管家通信协议分析    (阅读：3353)
8. 五大开源许可协议    (阅读：1875)
9. 聊聊 Apache 开源协议    (阅读：2132)
10. 关于TCP可靠性的一点思考，借此浅谈应用层协议设计    (阅读：1999)