TCP的拥塞控制#

什么是拥塞控制？不是有了流量控制吗？

前⾯的流量控制是避免发送⽅的数据填满接收⽅的缓存，但是并不知道整个⽹络之中发⽣了什么。

⼀般来说，计算机⽹络都处在⼀个共享的环境。因此也有可能会因为其他主机之间的通信使得⽹络拥堵。在⽹络出现拥堵时，如果继续发送⼤量数据包，可能会导致数据包时延、丢失等，这时 TCP 就会重传数据，但是⼀重传就会导致⽹络的负担更重，于是会导致更⼤的延迟以及更多的丢包，这个情况就会进⼊恶性循环被不断地放⼤… 所以，TCP 不能忽略整个网络中发⽣的事，它被设计成⼀个⽆私的协议，当⽹络发送拥塞时，TCP 会⾃我牺牲，降低发送的数据流。于是，就有了拥塞控制，控制的⽬的就是避免发送⽅的数据填满整个⽹络。就像是一个水管，不能让太多的水（数据流）流入水管，如果超过水管的承受能力，水管会被撑爆（丢包）。破解的水管-图片来源网络发送方维护一个拥塞窗口 cwnd（congestion window） 的变量，调节所要发送数据的量。 什么是拥塞窗⼝？和发送窗⼝有什么关系呢？ 拥塞窗⼝ cwnd是发送⽅维护的⼀个的状态变量，它会根据⽹络的拥塞程度动态变化的。发送窗⼝ swnd 和接收窗⼝ rwnd 是约等于的关系，那么由于加⼊了拥塞窗⼝的概念后，此时发送窗⼝的值是 swnd = min(cwnd, rwnd)，也就是拥塞窗⼝和接收窗⼝中的最⼩值。拥塞窗⼝ cwnd 变化的规则：

只要⽹络中没有出现拥塞， cwnd 就会增⼤；
但⽹络中出现了拥塞， cwnd 就减少；

拥塞控制有哪些常用算法？ 拥塞控制主要有这几种常用算法：

慢启动
拥塞避免
拥塞发生
快速恢复

#慢启动算法#

慢启动算法，慢慢启动。它表示 TCP 建立连接完成后，一开始不要发送大量的数据，而是先探测一下网络的拥塞程度。由小到大逐渐增加拥塞窗口的大小，如果没有出现丢包，每收到一个 ACK，就将拥塞窗口 cwnd 大小就加 1（单位是 MSS）。每轮次发送窗口增加一倍，呈指数增长，如果出现丢包，拥塞窗口就减半，进入拥塞避免阶段。举个例子：

连接建⽴完成后，⼀开始初始化 cwnd = 1 ，表示可以传⼀个 MSS ⼤⼩的数据。
当收到⼀个 ACK 确认应答后，cwnd 增加 1，于是⼀次能够发送 2 个
当收到 2 个的 ACK 确认应答后， cwnd 增加 2，于是就可以⽐之前多发 2 个，所以这⼀次能够发送 4 个
当这 4 个的 ACK 确认到来的时候，每个确认 cwnd 增加 1， 4 个确认 cwnd 增加 4，于是就可以⽐之前多发 4 个，所以这⼀次能够发送 8 个。

发包的个数是指数性的增⻓。为了防止 cwnd 增长过大引起网络拥塞，还需设置一个慢启动阀值 ssthresh（slow start threshold）状态变量。当cwnd到达该阀值后，就好像水管被关小了水龙头一样，减少拥塞状态。即当 cwnd >ssthresh 时，进入了拥塞避免算法。 拥塞避免算法 一般来说，慢启动阀值 ssthresh 是 65535 字节，cwnd到达慢启动阀值后