TCP流量控制與擁塞控制

　　爲了更好地對傳輸層進行擁塞控制，因特網建議標準定義瞭如下四種算法：慢啓動、擁塞避免、快重傳和快恢復。

1 接收窗口rwnd與擁塞窗口cwnd

　　發送方在肯定發送報文段的速率時，既要根據接收方的接收能力，又要從全局考慮不要使網絡發生擁塞。由於，TCP協議要求發送方維護如下兩個窗口：

　　（1）接收窗口rwnd：接收方向發送方告知的當前還能接收的數據容量，通常所說的窗口大小即rwnd；

　　（2）擁塞窗口cwnd：發送方根據本身估算的網絡擁塞程序而設置的窗口值，反映了網絡的當前容量。

　　發送窗口的上限應當取接收窗口rwnd和擁塞窗口cwnd中較小的一個。

2 慢啓動與擁塞避免

　　（1）慢啓動

　　作法：TCP鏈接剛創建，開始發送TCP報文段時，先令擁塞窗口cwnd=1，即一個最大報文段長度MSS。而在每收到一個對新的報文段的確認後，將cwnd加1，即增大一個MSS。

　　使用慢啓動算法後，每通過一個RTT，擁塞窗口cwnd就會加倍，即cwnd的大小呈指數形式增加。這樣慢啓動算法一直把擁塞窗口cwnd增大到一個規定的慢啓動門限ssthresh（閾值），而後改用擁塞避免算法。

　　（2）擁塞避免

　　作法：發送端的擁塞窗口cwnd每通過一個RTT就會增長一個MSS的大小，而不是加倍，使cwnd按線性規律緩慢增加，而當出現一次超時（網絡擁塞）時，則令慢啓動門限ssthresh等於當前cwnd的一半（但不能小於2），且此時擁塞窗口cwnd又變爲1。

　　可概括以下：

　　（1）當cwnd<ssthresh時，使用慢啓動算法；

　　（2）當cwnd>ssthresh時，中止使用慢啓動算法而改用擁塞避免算法。

　　（3）當cwnd=ssthresh時，既可使用慢啓動算法，也可以使用擁塞避免算法（一般作法）。

3 快重傳與快恢復

　　快重傳和快恢復算法是對慢啓動和擁塞避免算法的改進。

　　（1）快重傳

　　有兩種事件會致使TCP對報文段進行重傳：超時和冗餘ACK。

　　超時即超過了規定的時間沒有收到接收端對於某報文段的ACK。

　　快重傳技術使用冗餘ACK方法來實現對未收到的報文段的快速重傳：當發送方連續收到三個重複的ACK報文時，表示該ACK對應的下一個報文段丟失，則沒必要等待那個報文段設置的重傳計時器，直接重傳該報文段。

　　（2）快恢復

　　原理：當發送端鏈接收到連續三個冗餘ACK（即發生超時）時，就將慢啓動門限ssthresh設置爲出現擁塞時發送方cwnd的一半，與慢啓動不一樣之處是它把cwnd的值設置爲慢啓動門限ssthresh改變後的數值，而不是1，而後開始執行擁塞避免算法。

　　因爲跳過了cwnd從1起始的慢啓動過程，因此被稱爲快恢復。