拥塞控制

拥塞控制通过拥塞窗口来防止过多的数据注入网络，使得网络中的路由器或者链路过载。

• 拥塞窗口 cwnd 是发送方维护的一个状态变量，根据网络拥塞程度而变化。
• 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。
• 网络中没有出现拥塞， cwnd 增大，出现拥塞， Cwnd 减小。

其实只要发送方没有在规定时间内接收到 ACK 应答报文，也就是发生了超时重传，就会认为网络出现了拥塞。

拥塞控制的算法

1. 慢启动
2. 拥塞避免
3. 拥塞发生
4. 快速恢复

1.慢启动

慢启动的算法记住一个规则就行：当发送方每收到一个 ACK ，拥塞窗口 cwnd 的大小就会加1。慢启动算法，发包的个数是指数性的増长。1->2->4->8->2的次方。
有一个慢启动门限 ssthresh 状态变量：

1. 当 cwnd < ssthresh 时，使用慢启动算法。
2. 当 Cwnd >= ssthresh 时，就会使用拥塞避免算法。

2．拥塞避免算法

那么进入拥塞避免算法后，它的规则是：发包个数按线性增长（一个一个向上加）。
拥塞避免算法就是将原本慢启动算法的指数增长变成了线性增长，还是增长阶段，但是增长速度缓慢了一些。
随着发包量的逐渐加大，网络就会慢慢进入了拥塞的状况了，于是就会出现丟包现象（即拥塞发生），这时就需要对丟失的数据包进行重传。当触发了重传机制，也就进入了拥塞发生算法。

3．拥塞发生

发生拥塞，进行数据重传2种方式：

1. 超时重传
2. 快速重传

(1）发生超时重传的发生算法：
这个时候， ssthresh 和 cwnd 的值会发生变化
1. ssthresh 设为 Cwnd /2。
2. cwnd 重置为1。

突然回到慢启动导致网络卡顿。

(2）快速重传拥塞算法：
 TCP 认为这种情况不严重，因为大部分没丢，只丢了一小部分，则 ssthresh 和 Cwnd 变化如下：
1. cwnd = Cwnd /2，也就是设置为原来的一半2. ssthresh = Cwnd 
3．进入快速恢复算法

4．快速恢复

 

快速重传和快速恢复算法一般同时使用，快速恢复算法是认为，还能收到3个重复 ACK 说明网络也不那么糟糕，所以没有必要像 RTO 超时那么强烈。
进入快速恢复：

1. 拥塞窗口 cwnd = Ssthresh +3(3的意思是确认有3个数据包被收到了）;2．重传丢失的数据包；
2. 如果再收到重复的 ACK ，那么 Cwnd 增加1;
3. 如果收到新数据的 ACK 后，把 Cwnd 设置为第一步中的 ssthresh 的值，原因是该 ACK 确认了新的数据，说明从 duplicated ACK 时的数据都已收到，该恢复过程已经结束，可以回到恢复之前的状态了，也即再次进入拥塞避免状态；

而是还在比较高的值，后续呈线性増长。