TCP 如何进行拥塞控制

前序准备知识：

网络拥塞的标志？

1. 重传计时器超时

2. 接收到三个重复确认。

开启正文：TCP 如何进行拥塞控制？

TCP 发送方要维持一个拥塞窗口 cwnd 的状态变量。拥塞控制窗口的大小取决于网络的拥塞程度，并且动态变化。发送方让自己的发送窗口取为拥塞窗口和接收方通知的接受窗口（就是用于流控制的滑动窗口）中较小的一个。

四个拥塞控制算法：

• 慢启动（慢开始）

当主机开始发送数据时如果立即把大量数据字节注入到网络，那么可能会引起网络阻塞，因为现在还不知道网络的符合情况。经验表明，较好的方法是先探测一下，即由小到大逐渐增大发送窗口，也就是由小到大逐渐增大拥塞窗口数值。cwnd 初始值为 1，每经过一个传播轮次，cwnd 加倍。（此时是指数型增长，一点也不慢的慢开始。。。）

• 慢启动阈值（拥塞避免）

使正在进行慢启动的拥塞窗口达到阈值后就成线性增长，即每经过一个往返时间 RTT 就把发送方的拥塞控制窗口加一。要注意 TCP 的通信开始时，并没有设置相应的慢启动阈值，而是在超时重发时，才会设置为当前拥塞窗口的一半。

注：无论是在慢开始阶段还是在拥塞避免阶段，只要发送方判断网络出现超时导致的拥塞（其根据就是没有收到确认，虽然没有收到确认可能是其他原因的分组丢失，但是因为无法判定，所以都当做拥塞来处理），就把慢开始门限（就是慢启动阈值）设置为出现拥塞时的发送窗口大小的一半。然后把拥塞窗口设置为 1，执行慢启动算法。

• 快重传和快恢复（这里是两个相互配合的算法，图解 tcp P212 上似乎把他俩统称为高速重发控制）

快重传：

1. 快重传要求接收方在收到一个失序的报文段后就立即发出重复确认（为的是使发送方及早知道有报文段没有到达对方），而不要等到自己发送数据时捎带确认。快重传算法规定，发送方只要一连收到三个重复确认就应当立即重传对方尚未收到的报文段，而不必继续等待设置的重传计时器时间到期。

2. 由于不需要等待设置的重传计时器到期，能尽早重传未被确认的报文段，能提高整个网络的吞吐量。

快恢复：

1. 采用快恢复算法时，慢开始只在 TCP 连接建立时和网络出现超时时才使用。

2. 当发送方连续收到三个重复确认时，就执行“乘法减小”算法，把慢启动阈值减半（注意，是设置为“实际已发送但未收到确认应答的数据量的一半，并非在原慢启动阈值的基础上减半）。但是接下去并不执行慢开始算法。

3. 考虑到如果网络出现拥塞的话就不会收到好几个重复的确认，所以发送方现在认为网络可能没有出现拥塞。所以此时不执行慢开始算法，而是将 cwnd 设置为慢启动阈值的大小（此时经过第二步，已经将慢启动阈值减半了！！！！），然后执行拥塞避免算法。