cubic算法

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#网络 #服务器 #运维

于 2023-03-30 14:41:34 首次发布

文章详细介绍了TCP的拥塞控制机制，包括窗口的概念（Tx,Rx,cwnd等），慢启动算法，拥塞避免策略如CUBIC和Reno，以及快重传和快恢复。CUBIC是一种平滑增长的拥塞控制算法，其目标是找到网络的最佳发送速率。文章还讨论了网络拥塞的必然性和如何通过不同算法来避免和缓解拥塞问题。

基本概念

窗口(wnd):分为tx、rx。Tx为发送缓冲，rx为接收缓冲

拥塞窗口(cwnd)：越大发送速度越快。所以从低到高调节

慢启动(ssh):网络拥堵时用于缓解网络复杂问题方案，多个数据发送后统一ack。

慢启动门限:cwnd小于此门限时使用慢启动传输数据。

发送拥塞窗口(snd_cwnd)：发送拥塞窗口，体现当前发送速率

发送拥塞窗口上(snd_cwnd_clamp):发送窗口的最大值

滑动窗口协议：发送队列控制，保证数据传输可靠性

NAGLE：多个数据组合到一起统一发送给对端

快重传：丢包后立刻重传，接收端会多次发送丢失数据ack以求快速重传

快恢复:将ssh和cwnd都减半，进入拥塞避免算法。一般是连续收到多个重复确认。

CUBIC:基于数学公式探测最大发送窗口的传输算法

Reno:基于RTT探测最大发送窗口的传输算法

BBR：给予链路信息计算大发送窗口的传输算法

SACK:它使得接收方能告诉发送方哪些报文段丢失，哪些报文段重传了，哪些报文段已经提前收到等信息。根据这些信息TCP就可以只重传哪些真正丢失的报文段.

慢启动:拥塞窗口呈指数形态上涨: 1 -> 2 -> 4 -> 8 -> 16，代码如下

当进入慢启动阶段，以当前慢启动门限和发送拥塞窗口+已确认数据中的最小值为新的发送拥塞窗口。并且返回残留的ack的数据用于拥塞控制(一般为dup ack发生是，可以进入快速恢复算法)。

u32 tcp_slow_start(struct tcp_sock *tp, u32 acked)
{
    u32 cwnd = min(tp->snd_cwnd + acked, tp->snd_ssthresh);
    acked -= cwnd - tp->snd_cwnd;
    tp->snd_cwnd = min(cwnd, tp->snd_cwnd_clamp);   -------------------->更新tcp发送窗口
    return acked;
}

拥塞控制阶段:拥塞窗口在一个往返周期呈次序递增，+1， +1， +1。以单个mss为单位

快速重传:针对网络没有拥塞导致的重传，仅是ack回复慢了或dup ack了的情况。这时候会将拥塞阈值也降低为当前拥塞窗口的一半，拥塞窗口为当前的降低一半加上收到的dup ack数量。

超时重传:拥塞窗口直接恢复初始值，直接从1开始进入慢启动