TCP协议——拥塞控制，捎带应答，延迟应答

拥塞控制，捎带应答，延迟应答实际都与提高TCP的效率的机制

拥塞控制

上次我们谈到TCP通过滑动窗口来高效可靠的发送大量数据，但是当一开始就发送大量数据，当遇到网络比拥堵或者网络状态不佳的时候，就会引发一系列的问题。

为了解决这一问题，TCP引入慢启动机制，先发少量的数据，“探探路”，然后再决定数据的发送的速度。

• 这里引入一个拥塞窗口的概念
• 发送开始时，定义拥塞窗口大小为1
• 每次收到的一个ACK，拥塞窗口就加一
• 每次发送数据包的时候，将拥塞窗口和接收端主机反馈的窗口大小进行比较，取较小的值作为实际发送的窗口大小

上图中的拥塞窗口增长速度是指数级别的，刚开始的时候比较慢，增长的时候还是非常快的

• 为了控制拥塞窗口的增长速度，引入了一个慢启动阈值
• 当拥塞窗口超郭这个阈值，就不再按指数方式增长，而是按线性增长，这里按照线性增长原因是防止拥塞（虽然增长到了一定的值，必定会再次拥塞）
• 当TCP开始启动的时候，慢启动阈值等于窗口最大值
• 在每次超时重传的时候，慢启动阈值会变成原来的一半，同时拥塞窗口置回1

注意：
当少量丢包出现的时候，我们仅仅触发超时重传，当大量丢包的时候，我们认为是网络拥塞

当TCP通信开始之后，网络吞吐量会逐渐上升，随着网络发生拥堵，吞吐量也会下降
拥塞控制实际是在保证保证传输效率的情况下，避免造成网络太大压力的折中方案

延迟应答

如果接收数据的主机立刻返回ACK应答，这时候返回的窗口可能比较小

• 如果接收端缓冲区为1M，一次收到了500K的数据，如果立刻应答，返回的窗口是500K；
• 但实际上可能处理端处理的速度很快，10ms之内就把500k数据从缓冲区拿走了
• 在这种情况下，接收端处理还远远没有达到自己的极限，即使窗口再大一点也能够处理
• 如果接收端能够稍微等一下，再应答，比如等待200ms再应答，那么这个时候返回窗口大小就是1M

窗口越大，网络吞吐量越大，传输效率越高，在保证网络不拥塞的情况下要尽量提高传输速率

可以通过以下两种方式实现延迟应答

• 数量限制：每隔N个包就应答一次
• 时间限制：超过最大延迟时间就应答一次

具体是数量和时间与操作系统有关，一般N取2，超时时间取200ms

捎带应答

在延迟应答的基础上，很多情况下，客户端和服务器在应用层也是一收一发的，意味着客户端给服务器发送一个“hello”，服务端也会给客户端回一个“hi”，这时候ACK就可以搭顺风车，跟着服务端的“hi”，一起回到客户端。