TCP的拥塞控制

原帖:TCP拥塞控制-慢启动、拥塞避免、快重传、快启动 - CSDN博客

拥塞:即对资源的需求超过了可用的资源。若网络中许多资源同时供应不足,网络的性能就要明显变坏,整个网络的吞吐量随之负荷的增大而下降

拥塞控制:防止过多的数据注入到网络中,这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。拥塞控制所要做的都有一个前提:网络能够承受现有的网络负荷。拥塞控制是一个全局性的过程,涉及到所有的主机、路由器,以及与降低网络传输性能有关的所有因素

拥塞控制的方法:慢启动( slow-start )、拥塞避免( congestion avoidance )、快重传( fast retransmit )和快恢复( fast recovery )


慢启动


思路:主机开始发送数据报时,如果立即将大量的数据注入到网络中,可能会出现网络的拥塞。慢启动算法就是因为现在并不清楚网络的负荷情况。因此,先探测一下,再逐渐增大拥塞窗口的数值

通常在刚刚开始发送报文段时,先把拥塞窗口 cwnd 设置为一个最大报文段MSS的数值。而在每收到一个对新的报文段的确认后,把拥塞窗口增加至多一个MSS的数值。用这样的方法逐步增大发送方的拥塞窗口 cwnd ,可以使分组注入到网络的速率更加合理


拥塞避免


思路:让拥塞窗口cwnd缓慢地增大,即每经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd加1,而不是加倍。这样拥塞窗口cwnd按线性规律缓慢增长,比慢启动算法的拥塞窗口增长速率缓慢得多

为了防止cwnd增加过快而导致网络拥塞,所以需要设置一个慢开启门限ssthresh状态变量,它的用法:

1. 当cwnd < ssthresh,使用慢启动算法

2.当cwnd > ssthresh,使用拥塞避免算法,停用慢启动算法

3. 当cwnd = ssthresh,这两个算法都可以

拥塞避免算法不能够完全的避免网络拥塞,通过控制拥塞窗口的大小只能使网络不易出现拥塞


快重传和快恢复


快重传:快重传算法首先要求接收方每收到一个失序的报文段后就立即发出重复确认(为的是使发送方及早知道有报文段没有到达对方)而不要等到自己发送数据时才进行捎带确认。快重传算法还规定,发送方只要一连收到三个重复确认就应当立即重传对方尚未收到的报文段,而不必继续等待设置的重传计时器到期

快恢复: 

当发送发连续接收到三个确认时,就执行乘法减小算法,把慢启动开始门限(ssthresh)减半,但是接下来并不执行慢开始算法,而是把cwnd设置为ssthresh的一半, 然后执行拥塞避免算法,使拥塞窗口缓慢增大

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