QUIC丢包检测与探测超时

形式陈述

限定恢复状态，先区分两种闹钟

沿用QUIC包号与ACK区间：确认属于某一空间、某次发送，较大包号表示较晚发送。本页采用RFC 9002推荐阈值，讨论握手已确认、路径固定、地址验证已完成的Application空间；所有主例发送包都含引发确认的帧。排除握手防死锁、密钥丢弃、迁移和完整拥塞控制，给出的是可复算恢复片段。[1, §§5、6]

发送端保留每个在途包的包号 $p$ 、发送时刻 $t_p$ 、字节数与可恢复信息。这里“在途”是发送端账本状态，不是声称包此刻还在网络线上：ACK可能已在返回途中。收到合法ACK后，先找新确认包并更新RTT，再判断未确认包是否满足丢失阈值。

ack-eliciting（引发确认）包含ACK、PADDING、CONNECTION_CLOSE之外的至少一种帧；STREAM或PING都满足。纯ACK包不会仅为自己触发一轮ACK，避免无限确认相互追逐。一般在途定义还包含PADDING包；本页所有包均引发确认，因而无需另拆这条分支。[1, §2]

RTT估计要扣哪一段等待

记最新原始样本为 $L$ ，最小原始样本为 $M$ ，平滑值为 $S$ ，波动量为 $V$ ，均按毫秒。只有当ACK的Largest是新确认的包，并且本次至少新确认一个引发确认的包时，才采样

L=\text{ACK处理时刻}-t_{\text{Largest}}.

ACK Delay只描述Largest对应的接收端等待，不分别描述帧中每个包。首次样本设 $M=S=L,V=L/2$ ，不先扣延迟。后续先令 $M\leftarrow\min(M,L)$ ，把已解码ACK Delay截到对端声明上限 $D$ ，得到 $d$ ；若 $L-d\ge M$ ，取调整样本 $R=L-d$ ，否则取 $R=L$ 。不能靠一个声称很大的等待量，把网络RTT扣到本端从未观测过的更小值。

最后使用更新前的 $S_{old}$ 计算

V\leftarrow\tfrac34V+\tfrac14|S_{old}-R|,\qquad S\leftarrow\tfrac78S_{old}+\tfrac18R.

顺序依据RFC 9002附录A.7及已验证勘误7539。原版§5.3把更新 $S$ 放在计算波动之前，勘误已纠正这一点；直接照抄那三行会得到不同的 $V$ 。[1, §5、A.7；2]

有更晚包获确认，才启动这两种判丢证据

以下号差公式限定发送端在本空间按连续包号发送，没有主动跳号；ACK页允许跳号是协议的一般能力，这里收窄为RFC 9002附录A.10注明的前提。令 $a$ 为本空间至今确认的最大包号。对仍未确认且在途的包 $p<a$ ，采用以下任一条件判丢：

p\le a-3,\quad\text{或}\quad \text{now}-t_p\ge\Delta, \qquad \Delta=\max\!\left(\tfrac98\max(S,L),G\right).

主例计时器粒度 $G=1$ ms。第一条在连续发送前提下比较包号差，不要求收到三个不同ACK；第二条允许后续没有新ACK时，定时器在 $t_p+\Delta$ 触发。若尚未到时间阈值，记所有候选中最早的这个期限。比 $a$ 更晚的尾包不能仅因“已经很老”就套用这条ACK驱动时间规则。[1, §6.1]

若实际只发送20和25，中间21至24被主动跳过，号差5只隔着一次真实后继发送，不能算成五次重排机会。支持这种发送策略时，需要记录实际发送次序或另行调整相应阈值；本文的连续号检查器不覆盖这条扩展。

PTO安排探测，不把沉默变成送达事实

如果没有更早的时间阈值任务，且仍有引发确认的包在途，本页场景的探测基础间隔为

P=S+\max(4V,G)+D.

PTO期限按本空间最后一个引发确认包的发送时刻加 $2^cP$ 安排， $c$ 为连续探测退避计数。到期后本页策略发送一个新包号的探测包，再把 $c$ 加一；有新确认进展后清零。若还有新数据，优先携带新数据；也可携带仍需恢复的旧信息，没有载荷时可发PING。新包里的旧流字节仍用原流偏移。[1, §§6.2.1、6.2.4、A.8–A.9]

PTO到期本身不证明此前所有包丢失；本页始终选择发送探测的分支。RFC另在无数据可发的特殊收尾讨论了放弃在途包的替代策略，不能把它误当一般到期规则。时间阈值计时器有优先权：存在已记录的loss_time时，不同时把PTO当作先执行的任务。

直觉

观察到后来者，和完全没声音，提供不同信息

若包23已经被确认，而包20仍没确认，至少知道某个后来发送的包走通了。发送端允许一定乱序，然后按号差或等待时间推断20丢失。这个推断能被一个很迟的20推翻，因此阈值不是物理故障证明。

若最后只剩24、25没有确认，就没有“更晚包已到”的证据。等待PTO后发出26，可以让对端再次给出可用反馈。若25其实早已到达而ACK丢失，这次探测同样能帮助恢复；不必先断言数据路径丢了25。

同一时间轴上先按包号差判丢20，再由loss_time处理21和22，随后PTO只探测仍无后继确认的尾部 — 阈值判丢与PTO探测的分工

例子与边界

三个RTT样本逐行更新

取 $D=25$ ms，依次使用原始RTT与已解码延迟 $(100,10),(140,25),(90,20)$ 。

样本	原始L	更新后M	使用R	更新后S	更新后V
首次	100	100	100	100	50
第二次	140	100	115	101.875	41.25
第三次	90	90	90	100.390625	33.90625

第二次 $140-25=115\ge100$ ，所以扣25； $V=37.5+15/4=41.25$ 。第三次先把最小值降为90；扣20会得到70，小于90，因此不扣。此时基础PTO为 $100.390625+4\times33.90625+25=261.015625$ ms。它不是旧页TCP RTO的一秒下限规则。

如果第二次ACK仍只重复已经确认的Largest，不能再生成同一个包的第二份RTT样本。ACK一次列出十个新包，也不表示要把十个发送时刻各算一次带同样ACK Delay的样本。

包号阈值、时间阈值和尾部探测

以下另开一个已更新估计的快照，与上表不是同一组估计： $S=100,L=80,V=20,D=25,G=1$ ，于是 $\Delta=112.5,P=205$ ms。PN20至25的发送时刻分别为0、10、20、30、40、50 ms。110 ms收到只新确认23的ACK；表中参数已包含此次ACK的RTT更新。为只追踪计时器，假定在下面列出的探测前没有其他新发送。

时刻ms	事件	从在途移除	仍未确认且在途
110	ACK23，包号差达到3	23确认；20判丢	21、22、24、25
122.5	最早loss_time	21判丢	22、24、25
132.5	下一loss_time	22判丢	24、25
255	最后发送50，加基础PTO205	不因此移除24、25	24、25及新探测26

110时21的年龄100，22的年龄90，都未达到112.5。24、25的包号大于已确认最大23，后面两次时间阈值仍不适用。255时用26发探测；若仍没有新确认，退避后的间隔是410，下一PTO为 $255+410=665$ ms。期限必须从新探测的发送时刻算，不能只把绝对时间255乘二。

这个表刻意延后了丢失信息的再次发送。实际发送器可以更早按窗口、节奏和应用优先级补发；一旦有新的引发确认包发送，就要重算相应PTO期限，而不能沿用表里的255。

遗漏的边界会怎样破坏结论

把Handshake空间的ACK12拿来与Application包9比较，会造出虚假的号差3；包号阈值始终在同一空间内。路径迁移后仍把旧路径最小RTT直接当作新路径下界，也超出本页固定路径假设。

探测包增加网络负载，须进入在途字节账本。PTO探测有拥塞窗口特例，但不由此取消连接流量信用、地址验证或应用数据边界。一次PTO也不是持续拥塞判据；完整控制器还要按RFC的另一组条件决定窗口如何变化。

推论与应用

恢复哪个信息，要查帧语义

丢失一个包，只是对那次发送的判断。若同一STREAM区间已经由另一个包确认，就不必因旧包判丢再发送一份；流被RESET后也不继续补普通数据。ACK帧本身不按原样重传，新的ACK可以重新表达当前接收状态。恢复队列因此需要“信息仍有必要吗”的查询，而不只是复制旧包字节。[3, §13.3]

最简单的有限实现收到ACK后扫描 $n$ 个发送记录，耗时 $O(1+n)$ ，另计ACK解码成本；RTT数值更新为常数次算术。按发送时刻有序或维护候选计时结构可以减少扫描，但不能把本文线性扫描代码声称为恒定的整次ACK处理。

把可发送和应该何时发送分别记账

恢复逻辑产生候选信息，DRR可在教学发送器里选择哪个队列先服务，令牌桶可对出口聚合字节设置时间预算。这两项不是QUIC强制调度算法。本文也不把令牌可用误当拥塞窗口可用：实际发送仍须同时满足采用的各项限制。

参考资料

[1] Jana Iyengar、Ian Swett，RFC 9002: QUIC Loss Detection and Congestion Control，2021，§2定义，§§5.1–5.3及附录A.7的RTT更新，§§6.1–6.2和附录A.8–A.10的判丢与探测计时。

[2] RFC Editor，RFC 9002勘误7539，Verified，2023-06-13核定：波动项必须在平滑RTT更新前计算。本文数字与附录A.7一致。

[3] Jana Iyengar、Martin Thomson，RFC 9000 §13.3: Retransmission of Information，2021：按信息与帧类型恢复，而非复用原包号。

形式陈述 ​

限定恢复状态，先区分两种闹钟 ​

RTT估计要扣哪一段等待 ​

有更晚包获确认，才启动这两种判丢证据 ​

PTO安排探测，不把沉默变成送达事实 ​

观察到后来者，和完全没声音，提供不同信息 ​

三个RTT样本逐行更新 ​

包号阈值、时间阈值和尾部探测 ​

遗漏的边界会怎样破坏结论 ​

恢复哪个信息，要查帧语义 ​

把可发送和应该何时发送分别记账 ​

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