tcp的拥塞控制

名词解释：

​cwnd -- 拥塞窗口

ssthresh（slow start threshold）-- 慢启动到拥塞避免到阈值

RTT——Round Trip Time，也就是一个数据包从发出去到回来的时间

RTO（Retransmission TimeOut）重发超时时间

为什么有了滑动窗口还需要有拥塞窗口？

滑动窗口是对发送接收双方的流量控制，如果中间的网络设备的转发性能达到极限是无法感知到的，而tcp除了针对自身的收发能力做调整，还根据整体的网络情况做调整，所以有了拥塞窗口。

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拥塞控制分为四个阶段，每个阶段的处理策略都不同，大概就是先猛增，然后小心增长预防拥塞，还有就是已经发生拥塞了的措施和快速恢复。

​慢启动

此阶段的操作：

cwnd设置为一个很小的初始值，这个初始值在不同版本里面是不一样的，有1、3、10等。

每收到一个ack，cwnd = cwnd+1

cwnd*2

cwnd成指数级别递增。

跳出该阶段的标志：cwnd等于ssthresh时，进入拥塞避免阶段，那么ssthresh的值该设置成多少？将在后面介绍。

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拥塞避免

此阶段的操作：

收到一个ACK时，cwnd = cwnd + 1/cwnd

当每过一个RTT时，cwnd = cwnd + 1

​此阶段cwnd成线性增长。

跳出该阶段的标志：发生拥塞，此时进入发生拥塞阶段

发生拥塞

分为两种情况：

<!-- p.p1 {margin: 0.0px 0.0px 0.0px 0.0px; font: 12.0px '.PingFang SC'} p.p2 {margin: 0.0px 0.0px 0.0px 0.0px; font: 12.0px 'Helvetica Neue'} span.s1 {font: 12.0px 'Helvetica Neue'} -->

1）RTO超时，重传数据包。TCP认为这种情况网络上很糟糕了，反应也很强烈。

sshthresh = cwnd /2

cwnd 重置为初始值

进入慢启动过程

2）收到3个duplicate ACK，这种情况认为网络情况还可以，反应不是很强烈。

cwnd = cwnd /2

sshthresh = cwnd

进入快速恢复阶段

跳出该阶段的标志：出现一下，处理之后必然跳出到其他状态。

为什么快速恢复中会收到多个相同的ack，以及为什么认为收到多个相同ack要比RTO的网络情况好？ 将在后面介绍。

快速恢复​​​​​​

cwnd = sshthresh + 3 * MSS （3的意思是确认有3个数据包被收到了）

重传Duplicated ACKs指定的数据包

如果再收到 duplicated Acks，那么cwnd = cwnd +1

如果收到了新的Ack，那么，cwnd = sshthresh ，然后就进入了拥塞避免的算法了

跳出该阶段的标志：出现一下，处理之后必然跳出到其他状态。

ssthresh的值该设置成多少​​？

动态的，​因为不同设备，不同网络环境中网络等承载能力是不同的，初始值会设置很大， #define TCP_INFINITE_SSTHRESH 0x7fffffff，然后按照上面介绍的到了拥塞发生阶段，sshthresh会被设置成拥塞发生时候，拥塞窗口的一半。

为什么快速恢复中会收到多个相同的ack，以及为什么认为收到多个相同ack要比RTO的网络情况好？

这个是tcp的快速重传机制，接收方如果收到的包不连续，从断点开始，每次收到新包，都ack丢失点的序号，如果发送方连续收到3次相同的ack，就重传。Fast Retransmit的好处是不用等timeout了再重传。举例：如果发送方发出了1，2，3，4，5份数据，第一份先到送了，于是就ack回2，结果2因为某些原因没收到，3到达了，于是还是ack回2，后面的4和5都到了，但是还是ack回2，因为2还是没有收到，于是发送端收到了三个ack=2的确认，知道了2还没有到，于是就马上重转2。然后，接收端收到了2，此时因为3，4，5都收到了，于是ack回6。从上面也能看出收到三个相同的2的ack，起码说明网络中还能正常来回传输3，4，5等，说明网络还有的救，所以反应没那么激烈，而RTO说明这段时间不仅仅是2丢了，而且2丢了这段时间还没有收到后面的3个包，所以tcp就认为网络比较糟糕了，反应也比较激烈。

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