TCP重传率高与传输延迟问题

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排查步骤:TCP重传率高与传输延迟问题

v1.0

通过 rate(node_netstat_Tcp_RetransSegs[3m]) 排查 TCP 重传问题的步骤

1. 指标含义与初步分析
  • 指标解释node_netstat_Tcp_RetransSegs 表示 TCP 重传段的累计数量,rate(...[3m]) 计算过去 3 分钟内每秒平均重传速率。高重传率(如持续超过 100/s)可能由网络拥塞、丢包或连接不稳定导致。
  • 阈值判断:结合历史基线数据,若重传率突增或持续高位,需进一步定位。
2. 关联指标排查
  • 网络层指标
    • 检查网络接口错误包:rate(node_network_receive_errs_total[3m])rate(node_network_transmit_errs_total[3m]),确认是否因硬件故障或驱动问题导致丢包。
    • 观察带宽利用率:rate(node_network_transmit_bytes_total[3m]),高负载可能引发拥塞。
  • TCP 连接状态
    • 监控连接数波动:node_netstat_Tcp_CurrEstab(当前 ESTABLISHED 连接数),连接数激增可能导致资源争抢。
3. 定位具体问题源
  • 按实例/IP 筛选

    promql 复制代码
    topk(5, rate(node_netstat_Tcp_RetransSegs{instance=~"$target"}[3m]))

    确定重传集中在特定节点或服务 IP。

  • 结合应用层指标

    • 若使用 Kubernetes,通过 kube_pod_container_resource_limitskube_pod_status_phase 检查 Pod 资源是否过载。
    • 调用链追踪(如 Jaeger)分析重传是否与特定服务调用相关。
4. 解决方案
  • 网络优化
    • 调整内核参数:降低 net.ipv4.tcp_retries2(默认 15)减少重试次数,但需权衡可靠性。
    • 优化 MTU 和 TCP 窗口大小:通过 ethtool 检查网卡配置,避免分片或窗口溢出。
  • 应用层调整
    • 设置合理的连接超时和重试机制,避免无效连接堆积。
    • 使用连接池减少短连接频繁建立/拆除的开销。
  • 基础设施检查
    • 通过 Prometheus Blackbox Exporter 对目标服务进行 TCP 探测,验证网络路径质量。
5. 验证与监控
  • 部署修复后,持续观察 rate(node_netstat_Tcp_RetransSegs[3m]) 趋势。

v2.0

一、基础检查
  1. 确认网络设备状态

    • 检查服务器网卡状态:ethtool <网卡名>,关注ErrorsDropped字段
    • 查看带宽使用率:nloadiftop,排除带宽占满问题
  2. 检查TCP连接状态

    bash 复制代码
    ss -s | grep retrans  # 查看全局TCP重传统计
    ss -ti  # 查看各连接RTT(round trip time)和重传次数

    若特定连接retrans值异常,需针对性分析(如高延迟的远程地址)

二、网络层分析
  1. 路由与链路质量测试

    bash 复制代码
    traceroute <目标IP>  # 定位路由跳数异常
    mtr --report <目标IP>  # 持续监测丢包率

    若中间节点丢包率>1%,需联系网络运营商排查

  2. 抓包分析重传原因

    bash 复制代码
    tcpdump -i <网卡> -w retrans.pcap 'tcp[tcpflags] & (tcp-syn|tcp-ack) != 0'

    使用Wireshark分析retrans.pcap,关注:

    • 重复ACK(快速重传触发)
    • 超时重传(RTO超过200ms)
    • 乱序包比例(tcptrace工具可量化)
三、系统配置检查
  1. 内核参数调优

    检查关键参数(引用[3]相关配置):

    bash 复制代码
    sysctl net.ipv4.tcp_retries2  # 默认15次重传(建议5-8)
    sysctl net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle  # 建议设为0(禁用慢启动)

    可添加至/etc/sysctl.conf

    conf 复制代码
    net.ipv4.tcp_retries2 = 5
    net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle = 0
  2. 防火墙与端口限制

    • 检查netstat -tnlp(引用[2]方法)确认端口监听状态
    • 验证防火墙规则:iptables -L -n -v,排除误拦截TCP报文
四、监控联动
  1. 关联监控指标
    在Grafana(端口3000)中创建仪表盘,组合监控:

    promql 复制代码
    rate(node_netstat_Tcp_RetransSegs[3m]) > 50  # 自定义阈值
    + 
    (probe_http_duration_seconds{phase="connect"} > 1)

    结合Alertmanager(端口9093)设置复合告警规则(参考引用[5]语法)

五、典型场景
现象 可能原因 验证方法
重传率高+RTT波动大 网络拥塞 查看tcptrace的拥塞窗口变化
固定目标IP高延迟 跨境链路问题 mtr测试国际路由节点
突发性重传 服务器CPU/内存过载 top检查系统负载

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