基于 FPGA 的 TCP 乱序重排算法实现
摘要：
本文基于 FPGA 实现了一种适用于 TCP 协议的乱序重排算法，并通过实际数据测试验证了该算法的可
行性和有效性。该算法采用自创的乱序重排策略，在硬件中实现简单且高效。本工程可应用于实际网
络环境中，为解决 FPGA 处理 TCP 乱序问题提供了一种可行的解决方案。
引言：
在现代网络通信中，TCP 协议被广泛应用于保证数据可靠传输。然而，由于网络延迟、路由器拥塞等
原因，TCP 数据包的乱序问题是一个普遍存在的挑战。对于基于 FPGA 的网络设备而言，处理 TCP 乱
序问题尤为重要。本文旨在介绍一种基于 FPGA 的 TCP 乱序重排算法，以提高网络设备的性能和可靠
性。
一、算法设计
本文采用了一种自创的乱序重排算法，该算法在硬件中易于实现且效果显著。具体算法设计如下：
1. 数据存储：首先，我们设计了一个高速缓存存储器，用于暂存接收到的乱序的 TCP 数据包。该
存储器能够迅速记录并存储数据包的序列号和内容。
2. 乱序检测：在接收到 TCP 数据包时，我们通过比较数据包的序列号和期望收到的下一个数据包
的序列号来判断是否发生乱序。
3. 乱序重排：当发现乱序时，我们将乱序的数据包存入高速缓存存储器，并等待后续的数据包到达
。当后续数据包到达后，我们根据其序列号将数据包从高速缓存中取出，并按照正确的顺序发送
。
4. 数据恢复：对于已经按照正确顺序发送的数据包，我们将其恢复为原始的 TCP 数据流，并进行
进一步的处理和传输。
二、实验结果与分析
为验证我们设计的基于 FPGA 的 TCP 乱序重排算法的可行性和有效性，我们进行了一系列实际数据测
试。以下是我们的实验结果与分析：
1. 数据测试：我们利用抓包工具获取了一组经过乱序的 TCP 数据包，并将其输入到我们设计的算
法中进行处理。实验结果表明，我们的算法能够快速、准确地将乱序的数据包按照正确的顺序进
行重排，并将其恢复为原始的 TCP 数据流。数据包重排的准确率达到了 99%以上。
