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TCP協議的可靠性

數據包丟失是對網絡的破壞，因為它導致延遲。TCP協議建立了可靠的數據傳輸，但掩蓋了丟包的影響。TCP確保數據的傳輸是基于一個叫做 "滑動窗口 "的概念。這種機制控制著傳輸的字節序列和收到的確認。

在排序的幫助下，接收方可以通知發送方丟失的數據（如數據包丟失）。獨立地講，發送方可以通過重傳定時器的到期來檢測丟包。從性能分析的角度來看，必須了解丟包的重要性，以避免 "機器中的幽靈"。下面的文章探討了這些機制的行為和性能。

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重傳計時器

每個傳輸的數據包都由發送方鏈接到重傳計時器。如果計時器在已傳輸的數據段被確認之前過期，則該數據段將被聲明為丟失并重新傳輸。在性能方面，重傳定時器有兩個重要特點：

初始重新傳輸超時 （RTO） 的默認值幾乎始終為 3000 毫秒。隨后，該值會根據實際路徑重傳時間動態調整為更真實的值。

對于數據包的后續重新傳輸，超時值始終加倍。

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對于短數據流（例如網絡流量），重傳計時器用于檢測數據包丟失。只有 1000 字節的消息在單個數據包中傳輸。當然，如果數據包丟失，接收方無法發送接收確認，因為接收方不知道丟失的數據包曾經發送過。如果數據包在 TCP 連接的早期丟失，例如在三次握手期間丟失 SYN 數據包，則數據包丟失在三秒鐘內不會恢復。

三次重復的ACK

在較大的數據流中，可以在重傳定時器過期前檢測到丟失的數據包。這是借助于三個收到的ACK副本來完成的。這種機制通常比等待重傳定時器過期更有效。如果到達的節點收到的數據包不符合順序，它就會發出重復的ACKs。失序的數據包可以是在丟失的數據包數據之后發送的數據包。重復的ACK包包含接收方仍在等待的準確序列號。當發送節點收到第三個重復的ACK時，它認為有關的數據包不僅被延遲，而且實際上已經丟失。結果，丟失的數據包被重新傳輸。如果發生這種情況，發件人會假定網絡中存在擁堵，并將擁堵窗口減少50%，以積極應對擁堵。慢速啟動機制會緩慢增加CWD值。

例如，如果一個服務器向客戶傳輸一個大文件，由于慢速啟動機制，發送節點的吞吐量提升得更慢。當擁塞窗口達到24時，數據包丟失會被一個三重復的ACK檢測到。隨后，服務器重傳丟失的數據，CWD值減少到12。慢速啟動機制將在這個時候重新啟用其擁塞避免模式。這種行為在現代網絡中經常看到。

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結論和糾正措施

顯而易見的是，防止因擁堵造成的數據包丟失將提高性能。然而，這只有通過減少其他流量的擁堵才能實現，可以通過以下方式實現：

用于排隊優先的QoS政策

減少總流量或增加帶寬

如果數據包丟失是由于其他情況造成的，如網絡接口故障、隊列配置錯誤或電纜連接不良，則必須確保TCP連接不會被不必要地關閉，不被不必要地超時，人們還可以減少重傳超時的值。

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