TCP协议的拥塞控制

た入场券 2024-05-07 17:16 65阅读 0赞

拥塞：根据字面意思我们可以理解为某段时间内，网络资源的需求超过网络可提供的资源，这时就会产生拥塞；其实就是当网络的吞吐量达到一定的限制之后，就会发送拥塞现象，此时数据包无法到达接收方，因为重传机制会重新向接收端发送一个数据包，这时网络就会异常堵塞，如果不加控制，就会导致网络的吞吐量为0。而拥塞控制就是防止过多的数据包进入网络，使当前网路处于有序的状态(不会堵塞)。

**可是我们如何知道网络中发送了拥塞？**

只有发送方没有在规定时间内收到ACK应答报文，(也就是发生了超时重传)，就会认为网络拥堵。

**那么我们如何控制网络拥堵？**

这里有四个相关算法：

**慢开始**

**拥塞避免**

**快重传**

**快恢复**

一个相关概念：

**cwnd：拥塞窗口**，是发送方维护的状态变量，会根据网络的拥塞程度而改变。

### 慢开始 ###

慢开始算法我们可以理解为引路石，因为刚开始我们并不知道网络中所能承受多少数据，抛出一个石头，看看有没有坑，言归正传，其实就是刚开始的时候，cwnd=1，发送方只能发送一个报文段，当收到接收方返回来的ACK应答报文时，就会将cwnd加倍，发送方可以发送的报文段数量为上一次发送的2倍。

### 拥塞避免 ###

这里引入了一个概念：慢开始门限；

由于慢开始时，cwnd是双倍增长的，发送方发送的速度也持续增长，这时难免会出现网络拥塞的情况，这时就需要设置一个慢开始门限ssthresh，当cwnd < ssrhresh时，使用慢启动算法，当cwnd > ssrhresh时，就会使用拥塞避免算法。当进入拥塞避免算法时，cwnd“加法增大”的机制进行增加，每次+1，使拥塞窗口慢慢增大。

当收到对同一个报文的3个重复的ACK确认时，就会认为这个报文的下一个报文丢失，就会进入快重传阶段，这时cwnd = cwnd / 2，同时使得快重传门限值 = 当前的cwnd。

### 快重传 ###

当收到3个重复的·确认时，就会执行快重传算法

### 快恢复 ###

快重传和快恢复一般情况下同时使用，当发送端收到3个重复的确认报文时，就会执行快恢复算法(乘法减少)。

发送方认为既然可以将这3个重复的确认发送过来，那就说明网络也并没有那么差劲，因此不会重新执行慢开始算法，而是使得cwnd = cwnd / 2，ssrhresh = cwnd / 2，随后再执行拥塞避免算法，使得拥塞窗口cwnd缓慢增大。

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