KCP源码解析系列（五）拥塞控制

流量控制和拥塞控制的区别

如果你约了你的朋友见面聊一件事，有两种沟通方式：

• 第一种是一次只说一句话，然后等待你的朋友回应“收到”，确认他在听之后，再说下一句话，如此反复，直到事情说完。
• 第二种是一次性把所有话说完，然后再等朋友点头确认他都听到了。
  理想情况下，第二种方式是最好的，因为这样来回沟通的次数较少。然而，在实际过程中，还需要考虑以下几个因素：
• 对方的理解能力。一次说太多，可能对方无法完全理解和接收。
• 聊天环境。如果环境较为嘈杂，比如在KTV里，那么一次性说太多可能会导致对方听不清，从而产生困惑和尴尬。
  第一个因素涉及到流量控制（Flow Control），主要考虑接收方的信息处理能力。第二个因素涉及到拥塞控制（Congestion Control），主要考虑网络或沟通环境能承受的信息量。

拥塞控制的方式

1. 慢开始（Slow-start）、拥塞避免（Congestion Avoidance）

2. 快重传（Fast Restrangsmit）、快恢复（Fast Recovery）

下图可以表示整个拥塞控制的流程，但这是TCP的，KCP原理一样，但增速有差异。这个图初一看很复杂，但理解起来很简单。

拥塞控制的思路

1. 当主机开始发送数据时，如果立即将较大的发送窗口的全部数据字节都注入到网络中，那么由于不清楚网络的情况，有可能引其网络拥塞

2. 比较好的方法是试探一下，即从小到大逐渐增大发送端的拥塞控制窗口数值。这就叫慢开始。虽然开始的慢，但增速快。通常在刚刚开始发送报文段时可先将拥塞窗口cwnd设置为一个最大报文段的MSS的数值。在每收到一个对新报文段确认后，将拥塞窗口增加一个MSS的数值。

3. 需要设定一个ssthresh，传输门限值，这是一个动态调整的阈值，根据cwnd和ssthresh的比较，采用不同的策略。

1）当cwnd < ssthresh时，使用慢开始算法

2）当cwnd > ssthresh时，停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法

3）当cwnd = ssthresh时 即可以使用慢开始算法，也可以使用拥塞避免算法。

4. 随着cwnd逐步的增大，发送速度也可能会逐步增大，网络就可能发生拥塞，具体就是发生丢包。此时就会触发快重传。快重传很简单，就是比如你发送了1，2，3，4，5这几个包，然后收到了1，3，4，5的ack，2被连续跳过了三次，就直接把2重新发一次。

5. 当发生快重传时，说明网络环境不太好，这是可以快速降低ssthresh，避免网络进一步发生堵塞，这个就叫快恢复。

KCP源码中的拥塞控制

慢开始和拥塞避免

 //当发送窗口的snd_una右移，说明可以更新拥塞窗口了
    if (_itimediff(kcp->snd_una, prev_una) > 0) {
   
   
        // 如果拥塞窗口小于远端窗口，表示还有发送空间
        if (kcp->cwnd < kcp->rmt_wnd) {
   
   
            
            IUINT32 mss = kcp->mss;
            // 慢开始的处理
            if (kcp->cwnd < kcp->ssthresh) {
   
   
                kcp->cwnd++;
                kcp->incr += mss;// 拥塞窗口增加量加上一个 MSS，增速较快。
            } else {
   
   // 拥塞避免阶段
                // 保证 incr 不小于 MSS
                if (kcp->incr < mss) {
   
   
                    kcp->incr = mss;
                }
                //这里的 /kcp->incr 表示增量会随着incr的增长而放缓， + (mss / 16)这部分是一个调节增加量，避免增长过于缓慢。
                kcp->incr += (mss * mss) / kcp->incr + (mss / 16);
                //这部分代码是为了