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date created: 星期一, 十一月 24日 2025, 4:25:06 下午
date modified: 星期一, 十一月 24日 2025, 4:29:22 下午
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# 2.4.3 丢包检测与时序完整性机制 (Packet Loss Detection & Sequencing Integrity)

这是显控终端的“网络听诊器”。在单向 UDP 传输模式下，显控端不仅是被动的数据消费者，更是链路质量的唯一评判者。它需要利用 2.4.2 定义的协议头字段，实时诊断出“谁丢包了”、“延迟多少”、“服务器是否过热”，并将这些隐性故障转化为显性的运维指标。

## 一、 约束输入与对齐 (Constraints & Alignment)

基于 TDP-2.4-DIST（分布式补丁）和 ECN-2025-001（显控扁平化），我们需对齐以下硬性约束：

1. **多源独立性**：丢包检测必须**按站点 (StationID) 隔离**。站点 A 的网络抖动绝不能触发站点 B 的告警。
2. **时钟假设**：显控终端作为系统的一部分，假设已通过 NTP/PTP 与总控服务器同步。因此，`timestamp_us` 可用于计算绝对的端到端延迟（Glass-to-Glass Latency）。
3. **处理策略**：显控端对于乱序包执行**立即丢弃**策略，以保证态势图的实时性。

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## 二、 权衡分析与选项呈现 (Trade-off Matrix)

### 议题 1：丢包判决逻辑 (Loss Judgment Logic)

|**选项**|**A. 简单间隙检测 (Simple Gap)**|**B. 统计窗口平滑 (Sliding Window Stats) (推荐)**|
|---|---|---|
|**机制**|只要 `Seq != Last + 1` 就报警。|维护 1 秒滑动窗口。统计窗口内的丢包率 (PLR)。仅当 `PLR > 阈值` 时报警。|
|**灵敏度**|**极高**。偶发的单个丢包也会导致界面闪烁告警，造成“狼来了”效应。|**适中**。过滤掉偶发的网络毛刺，关注持续性的链路质量恶化。|
|**适用性**|调试模式。|**生产环境标准解**。|

### 议题 2：时序异常处理 (Timing Anomaly)

|**选项**|**A. 仅基于序列号 (Seq Only)**|**B. 序列号 + 时间戳双重校验 (Seq + Time) (推荐)**|
|---|---|---|
|**机制**|序列号递增即接收。|序列号递增 **且** `Timestamp > LastTimestamp`。|
|**风险**|无法检测“服务器时钟回跳”或“重放攻击”。|**高健壮性**。防止因服务器端时钟故障导致的逻辑混乱。|

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## 三、 基线确立与实施规范

为了构建一个“可诊断”的显控终端，我们确立 **B. 统计窗口平滑** + **B. 双重校验** 为基线。

### 1. 诊断上下文状态机 (Diagnostic Context)

显控端必须为**每一个**检测到的 `station_id` 维护一个独立的诊断上下文：

```cpp
struct StationDiagnosticContext {
    uint32_t station_id;

    // 序列跟踪
    uint64_t last_seq_id = 0;
    uint64_t last_timestamp_us = 0;

    // 统计窗口 (1s)
    uint32_t expected_packets = 0;
    uint32_t lost_packets = 0;

    // 链路状态
    bool connected = false;
    uint64_t last_seen_local_us = 0; // 用于检测静默/断连
};
```

### 2. 核心诊断逻辑基线

显控端收到 `TrackDataBatch` 后的标准处理流水线：

- **步骤 1：源识别**
    - 读取 `station_id`。
    - 在 Map 中查找对应的 `StationDiagnosticContext`。若无，则创建新上下文（视为新站点上线）。
- **步骤 2：时序完整性检查 (Sequencing)**
    - **乱序/重复**：`if (batch.seq <= ctx.last_seq)` -> **立即丢弃**。记录 `Out-of-Order` 计数。
    - **丢包**：`if (batch.seq > ctx.last_seq + 1)` -> **判定为丢包**。
        - 丢包数 `loss = batch.seq - ctx.last_seq - 1`。
        - 更新统计：`ctx.lost_packets += loss`。
    - **更新**：`ctx.last_seq = batch.seq`。
- **步骤 3：端到端延迟遥测 (Latency Telemetry)**
    - **计算**：`latency = Now() - batch.timestamp_us`。
    - **诊断**：
        - 若 `latency > 200ms`（典型阈值）：标记为 **"High Latency"**。
        - 若 `latency < 0`：标记为 **"Clock Skew"**（时钟不同步警告）。
- **步骤 4：服务器健康感知 (Server Health)**
    - 读取 `throttle_level`。
    - **可视化**：
        - `Level 0`：绿色（正常）。
        - `Level 1`：黄色（轻微发热）。显控端右上角显示小图标提示。
        - `Level 2`：红色（严重过热）。显控端弹出 Toast 提示“数据已降级”。

### 3. 断连判定机制 (Dead Link Detection)

- **机制**：显控端需运行一个独立的 1Hz 定时器，遍历所有 `StationDiagnosticContext`。
- **判据**：`if (Now() - ctx.last_seen_local_us > 2000ms)`。
- **动作**：
    - 将该 Station 标记为 **"Disconnected"**。
    - 在态势图上灰置或清除该站点的所有目标。
    - 触发声音告警。

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## 总结：2.4.3 基线图谱

|**诊断维度**|**字段来源**|**判定逻辑**|**显控端行为**|
|---|---|---|---|
|**丢包 (Loss)**|`batch_sequence_id`|`Current > Last + 1`|统计丢包率，不补发，仅告警。|
|**乱序 (Reorder)**|`batch_sequence_id`|`Current <= Last`|**静默丢弃**，防止画面回跳。|
|**延迟 (Latency)**|`timestamp_us`|`LocalTime - Timestamp`|超过阈值（如 200ms）提示“数据滞后”。|
|**断连 (Dead)**|(本地接收时间)|`Silence > 2s`|标记站点离线，清空目标。|
|**过热 (Thermal)**|`throttle_level`|`Level > 0`|UI 显性提示用户“服务器过热/数据降级”。|

下一步行动：

至此，我们已经完整定义了数据如何发（2.4.1/2.4.2）以及如何收（2.4.3）。2.4.4 热节流响应 在之前的讨论中已经涵盖（作为 Server 端行为），2.4.5 的核心也在本节的延迟遥测中定义了。

**建议**：我们可以结束 **2.4 外部目标数据分发协议** 的讨论，进入 **2.5 数据结构定义与序列化规范**（虽然我们在 2.4.2 中已经定义了 Proto，但可能还需要补充 C++ 内部结构体定义），或者直接进入 **第三章：异构计算架构与资源调度**。

鉴于我们在 2.4.2 中已经非常详细地定义了 `.proto`，且 `02_核心数据结构.md` 已经提供了 C++ 结构体定义，我建议**跳过 2.5**（除非您有特定结构体需要深究），直接进入 **第三章**，去解决最硬核的计算资源分配问题。

**提问**：您是否确认 **2.4.3 的多站独立诊断基线**？确认后我们是否直接进入 **第三章**？