tcp的擁塞控制

名詞解釋：

​cwnd  --  擁塞窗口

ssthresh（slow start threshold）--  慢啓動到擁塞避免到閾值

RTT——Round Trip Time，也就是一個數據包從發出去到回來的時間

RTO（Retransmission TimeOut）重發超時時間

 

爲何有了滑動窗口還須要有擁塞窗口？

滑動窗口是對發送接收雙方的流量控制，若是中間的網絡設備的轉發性能達到極限是沒法感知到的，而tcp除了針對自身的收發能力作調整，還根據總體的網絡狀況作調整，因此有了擁塞窗口。

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擁塞控制分爲四個階段，每一個階段的處理策略都不一樣，大概就是先猛增，而後當心增加預防擁塞，還有就是已經發生擁塞了的措施和快速恢復。

 

​慢啓動

此階段的操做：

cwnd設置爲一個很小的初始值，這個初始值在不一樣版本里面是不同的，有一、三、10等。

每收到一個ack，cwnd = cwnd+1

cwnd*2

cwnd成指數級別遞增。

跳出該階段的標誌：cwnd等於ssthresh時，進入擁塞避免階段，那麼ssthresh的值該設置成多少？將在後面介紹。

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擁塞避免

此階段的操做：

收到一個ACK時，cwnd = cwnd + 1/cwnd

當每過一個RTT時，cwnd = cwnd + 1

​此階段cwnd成線性增加。

跳出該階段的標誌：發生擁塞，此時進入發生擁塞階段

 

發生擁塞

分爲兩種狀況：

1）RTO超時，重傳數據包。TCP認爲這種狀況網絡上很糟糕了，反應也很強烈。

sshthresh =  cwnd /2

cwnd 重置爲初始值

進入慢啓動過程

2）收到3個duplicate ACK，這種狀況認爲網絡狀況還能夠，反應不是很強烈。

cwnd = cwnd /2

sshthresh = cwnd

進入快速恢復階段

跳出該階段的標誌：出現一下，處理以後必然跳出到其餘狀態。

爲何快速恢復中會收到多個相同的ack，以及爲何認爲收到多個相同ack要比RTO的網絡狀況好？ 將在後面介紹。

 

快速恢復​​​​​​

cwnd = sshthresh  + 3 * MSS （3的意思是確認有3個數據包被收到了）

重傳Duplicated ACKs指定的數據包

若是再收到 duplicated Acks，那麼cwnd = cwnd +1

若是收到了新的Ack，那麼，cwnd = sshthresh ，而後就進入了擁塞避免的算法了

跳出該階段的標誌：出現一下，處理以後必然跳出到其餘狀態。

 

ssthresh的值該設置成多少​​？

動態的，​由於不一樣設備，不一樣網絡環境中網絡等承載能力是不一樣的，初始值會設置很大，
#define TCP_INFINITE_SSTHRESH 0x7fffffff，而後按照上面介紹的到了擁塞發生階段，sshthresh會被設置成擁塞發生時候，擁塞窗口的一半。

 

爲何快速恢復中會收到多個相同的ack，以及爲何認爲收到多個相同ack要比RTO的網絡狀況好？

這個是tcp的快速重傳機制，接收方若是收到的包不連續，從斷點開始，每次收到新包，都ack丟失點的序號，若是發送方連續收到3次相同的ack，就重傳。Fast Retransmit的好處是不用等timeout了再重傳。舉例：若是發送方發出了1，2，3，4，5份數據，第一份先到送了，因而就ack回2，結果2由於某些緣由沒收到，3到達了，因而仍是ack回2，後面的4和5都到了，可是仍是ack回2，由於2仍是沒有收到，因而發送端收到了三個ack=2的確認，知道了2尚未到，因而就立刻重轉2。而後，接收端收到了2，此時由於3，4，5都收到了，因而ack回6。從上面也能看出收到三個相同的2的ack，起碼說明網絡中還能正常來回傳輸3，4，5等，說明網絡還有的救，因此反應沒那麼激烈，而RTO說明這段時間不單單是2丟了，並且2丟了這段時間尚未收到後面的3個包，因此tcp就認爲網絡比較糟糕了，反應也比較激烈。

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