TCP拥塞控制

最新推荐文章于 2025-03-04 11:27:13 发布

lxw665

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分类专栏：计算机网络文章标签：网络

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TCP拥塞控制是确保网络稳定的关键。本文介绍了慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复四种方法。慢开始通过指数增长的拥塞窗口达到快速启动，而拥塞避免则线性增加窗口大小以避免拥塞。快重传要求接收方及时发送确认，减少超时重传。快恢复则在检测到多个冗余ACK时快速调整门限值并进入拥塞避免阶段，提高传输效率。

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TCP拥塞控制

如果拥塞不进行控制，实际上网络吞吐量会变为0。网络就会无法正常工作，就像交通一样，如果不交警干预，大规模的堵车就基本无法疏通。

在这里插入图片描述

下面是四种拥塞控制方法；

慢开始：在慢开始之前，我们首先要了解一下拥塞窗口，发送方需要维护一个叫做拥塞窗口cwnd的状态变量，其值取决于网络的拥塞程度，并且会动态变化。他的维护原则是只要网络上没有出现拥塞，拥塞窗口的值就再加大一点，一旦出现拥塞，窗口的值就减小一点。

至于发送方是怎么发现拥塞的呢？发送方一旦没有按时收到应该到达的确认报文，就会超时重传。就是发送方每发送一个报文就会开启一个计时器，一旦计时器时间到，却没有收到确认报文，就会发生超时重传。发生超时重传，发送方就认为当前的网络处于拥塞的状态。

发送方还要维护一个发送窗口的变量swnd其值等于拥塞窗口的值及swnd = cwnd

同时还有一个慢开始门限值ssthresh的状态变量。拥塞窗口小于这个门限值时使用慢开始算法，快速启动，当拥塞窗口大于慢开始门限值时，使用拥塞控制算法，缓慢加速。就也想开车一样，当你前面没车的时候，可以地板油，当你前面都是车的时候，加速也要一点点的加速！

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接下来我们介绍慢开始算法，先假设拥塞窗口值为1，慢开始门限值为16，开始发送方像接收方一个报文段。收到确认回复后，拥塞窗口变为2的1次方，再发送拥塞窗口这么多报文段，收到回复后，拥塞窗口变为2的2次方，反复如此，当拥塞窗口的值到达16的时候，就要执行拥塞避免算法了。

拥塞避免：在慢启动的时候，拥塞窗口的变化是呈指数增长的，这保证了快速的使吞吐量增大。来到门限值之后我们就随时可能会遇到拥塞的情况，所以我们要慢慢的加速，每次拥塞窗口的值都加1。使拥塞窗口的值呈线性增长。如下图，假如拥塞窗口在24的时候发生了超时重传，发送方就会把拥塞窗口设置为1，慢开始门限值设置为发生拥塞时的拥塞窗口值的一半，如下图也就是24/2 = 12再进入慢开始阶段。这也很好理解，当你面前发生了交通拥堵，别的车都不走了，你也能踩刹车把车停下。随着车流慢慢滑动。

以上是1988年提出的算法

接下来两个是1990年新的拥塞控制改进算法，

有的时候，个别报文段的丢失并不是因为网络拥塞，但这会导致发送方进行超时重传，并重新把拥塞窗口设置为1，这无疑是降低了运输的效率。

快重传：所谓的快重传就是使发送方尽快的重传丢失的数据，而不是等超时计时器超时再进行重传。