TCP/IP（尤其是 TCP）偵測網路**壅塞（congestion）**主要靠「傳輸層的回應行為」，也就是透過封包丟失、延遲變化等訊號間接判斷。下面分層與機制詳解：
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? 一、壅塞偵測的核心原理
TCP 並沒有直接感知網路流量負載的能力，而是根據「資料是否順利到達」來間接推測壅塞。
壅塞的典型徵兆包括：
1. 封包遺失（packet loss）
⇒ 表示中間節點（router/switch）緩衝區滿溢。
⇒ 最直接的壅塞指標。
2. RTT（Round-Trip Time）變長
⇒ 表示排隊延遲增加。
⇒ 是壅塞即將出現的早期訊號。
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⚙️ 二、TCP 壅塞偵測的主要機制
1️⃣ 丟包偵測
TCP 透過兩種方式得知封包遺失：
偵測方式 說明 範例
超時重傳 (Timeout) 若在 RTO（重傳逾時）內未收到 ACK，視為封包遺失。 常見於嚴重壅塞或整個路由丟失。
重複 ACK (Duplicate ACKs) 若收到三個相同的 ACK，代表某個封包未到。 觸發「快速重傳」（Fast Retransmit）。
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2️⃣ RTT 變化監控
TCP 會動態估計 RTT 平均值與變異量。
若 RTT 明顯上升，意味路由器緩衝區排隊變長 → 壅塞可能發生。
此訊號常配合 延遲基礎控制算法（如 Vegas、BBR） 使用。
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? 三、壅塞控制算法如何反應
✴️ 1. Reno / NewReno（傳統丟包導向）
使用「加倍減半（AIMD）」策略：
無壅塞：線性增加擴大視窗。
偵測壅塞：視窗減半（乘法遞減）。
壅塞偵測依據：封包遺失或重複 ACK。
✴️ 2. Vegas（延遲導向）
不等丟包才反應，而是監控 RTT。
若實際 RTT 明顯高於期望 RTT，即提前減少傳送速率。
壅塞偵測依據：延遲增加。
✴️ 3. BBR（Bottleneck Bandwidth and RTT）
不依靠丟包，而根據「瓶頸頻寬 × 最小 RTT」動態估測。
壅塞偵測依據：傳輸速率與瓶頸頻寬的差距。
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? 四、關鍵參數與指標
指標 代表意義 偵測方式
RTT 傳輸延遲 通過 ACK 時間計算
cwnd（壅塞視窗） 當前可傳輸的資料量 TCP 自動調整
ssthresh（慢啟動閾值） 控制線性與指數增長分界點 依壅塞事件更新
dupACKs 重複確認數量 若 ≥3 則觸發快速重傳
RTO 重傳逾時時間 基於 RTT 平均與偏差動態調整
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? 五、整體流程概念圖（簡化文字示意）
[正常傳送]
↓（監控 RTT）
[RTT 明顯變長？]
↓ 是 → 減少傳輸速率 (Vegas/BBR)
↓ 否
[ACK 正常？]
↓ 否 → (丟包) 快速重傳 + cwnd 減半
↓ 是 → 緩慢增加 cwnd
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? 六、延伸：主動式壅塞偵測（AQM, ECN）
現代網路中還有主動壅塞回報機制：
RED (Random Early Detection)：
路由器在壅塞前，隨機丟包提醒 TCP 放慢速度。
ECN (Explicit Congestion Notification)：
不丟包，直接在 IP 標頭打標記，通知 TCP「壅塞即將發生」。
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✅ 總結一句話：
> TCP 透過「封包丟失」與「延遲上升」來發現壅塞，並依據不同演算法（Reno、Vegas、BBR…）動態調整傳輸速率，使網路維持在穩定且高效的狀態。
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是否要我幫你畫出 TCP 壅塞偵測與控制流程圖（含 AIMD、Vegas、BBR 分支）？
這樣會更直觀看到整個偵測與反應過程。
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