TCP RTO 與指數退避 RTO and exponential backoff

原因 ID sk-rto · 主要負責 遊戲開發團隊（伺服器開發） · 協同遊戲開發團隊（用戶端開發）

每次重傳又失敗，等待時間就加倍，於是線路短暫中斷會變成長時間停住。

為什麼 線路短暫中斷，重傳也接連失敗 → 於是到下一次嘗試的等待時間以 0.3 → 0.6 → 1.2 → 2.4 秒逐次加倍（以 ping 100ms 計） → 畫面上 線路只斷了 1 秒，遊戲卻停住 2 秒以上。斷得更久最後就會斷線

症狀: 定格, 斷線
因素: 遺失, 停滯
誰會遇到: 只有我
何時: 偶爾隨機發生, 移動中／切換地圖時
負責單位: 主要負責 遊戲開發團隊（伺服器開發） · 協同遊戲開發團隊（用戶端開發）
遊戲開發團隊要做的事: 伺服器：回應心跳封包，一段時間沒收到就主動清理連線（用 TCP_USER_TIMEOUT 縮短放棄連線前的等待時間），用 session token 接續連線，採用可靠 UDP。用戶端：以短間隔送出心跳封包，沒有回應時不要等 TCP 重傳，儘快重新連線。
數值參考: Linux 的 RTO（重傳等待時間）最小為「ping + 200ms」，建立連線時從 1 秒開始。預設設定（tcp_retries2=15）下，即使重傳一直失敗，也要約 15 分鐘後才會放棄連線。
圖表上: 中斷後一次湧入 · 每條連線的 RTO 與 backoff、RTO 到期次數
查看位置: 用 ss -ti 看停住的連線的 rto（重傳等待 ms）與 backoff（連續到期次數）；整個伺服器則看 nstat -az 的 TcpExtTCPTimeouts（重傳計時器到期次數）增加量
符合的跡象: 停住的連線 backoff 為 1 以上，rto 已變大到以秒計，那個時間點 TCPTimeouts 增加
不符合的跡象: 重傳以快速重傳完成、沒有 RTO 到期時，停住的時間很短。這時是「TCP HOL 阻塞」
確認方式: 用基礎設施工具確認（不需要遊戲程式碼）

出處

RFC 6298: Computing TCP's Retransmission Timer IETF
初始 RTO 1 秒，每次計時器到期就把 RTO 加倍（指數退避）
net/ipv4/tcp_input.c (Linux v6.12) Linux kernel
Linux 的 RTO = 平滑 RTT + RTT 變動值，而變動值的下限為 tcp_rto_min（200ms），所以 RTO 至少是 RTT+200ms
IP Sysctl Linux kernel
tcp_rto_min_us 預設 200ms；連線請求的初始 RTO 為 1 秒；tcp_retries2=15 時至少 924.6 秒（約 15 分鐘）才放棄
ss(8) — Linux manual page iproute2
-i 的 rto（重傳計時器，ms）與 backoff（指數退避次數）
net/ipv4/proc.c (Linux v6.12) Linux kernel
nstat 顯示的計數器名稱：TcpExt 群組的 TCPTimeouts
net/ipv4/tcp_timer.c (Linux v6.12) Linux kernel
每次重傳計時器到期時增加 TCPTimeouts，backoff 加一，RTO 加倍（直到最大值）