TCP拥塞机制
明确作用
TCP的拥塞机制解决的是网络延时突然增加，触发大量的数据重传，导致网络负担加重问题
如何实现
拥塞窗口(cwnd)
TCP的拥塞控制主要依赖于一个 拥塞窗口(cwnd) 来控制
窗口值的大小代表着能够发送出去的但还没有收到ACK(Acknowledgement确认字符)的最大数据报文段，显然窗口越大那么数据发送的速度也就越快，但是也越可能使得网络出现拥塞
四个核心算法
1、慢启动
当新建连接时，cwnd 初始化为1个最大 报文段(MSS) 大小，发送端开始按照拥塞窗口大小发送数据，每当有一个报文段被确认，cwnd 就增加1个MSS大小。这样 cwnd 的值就随着网络往返时间(Round Trip Time,RTT)呈指数级增长。
开始 ---> cwnd = 1
经过1个RTT后 ---> cwnd = 2*1 = 2
经过2个RTT后 ---> cwnd = 2*2= 4
经过3个RTT后 ---> cwnd = 4*2 = 8
2、拥塞避免
TCP是如何避免网络拥塞的呢？
当 拥塞窗口cwnd 达到一个阈值（慢启动门限(ssthresh)）时，窗口大小不再呈指数上升，而是以线性上升。
此时当窗口中所有的报文段都被确认时，cwnd的大小加1，cwnd的值就随着RTT(往返时延) 开始线性增加，这样就可以避免增长过快导致网络拥塞。并由此慢慢地增加调整到网络的最佳值
TCP认为网络拥塞的主要依据是它重传了一个报文段
3、快速重传
当发送方收到3个duplicate ACK（冗余ACK）时就开启重传，而不用等到 RTO（重传定时器） 超时，具体重传操作如下：
- 把 ssthresh 设置为 cwnd 的一半
- 把 cwnd 再设置为 ssthresh 的值
- 重新进入拥塞避免阶段
实际上，当 重传定时器(RTO) 超时，且还没有得到数据确认，TCP就会对该报文段进行重传，具体重传操作如下：
- 把 ssthresh 降低为 cwnd 值的一半
- 把 cwnd 重新设置为1
- 重新进入慢启动过程
4、快速恢复
当发送方至少收到了3个Duplicated Acks，TCP认为网络也不那么糟糕，可以快速恢复。
- 首先，TCP会把拥塞窗口的大小设置为 慢启动门限阀值 + 3个报文段大小。即 cwnd = sshthresh + 3 * MSS（3的意思是确认有3个冗余数据包被收到）
- 如果再收到 duplicated Acks，那么 cwnd = cwnd +1
- 如果收到了新的Ack，那么，cwnd = sshthresh
- 进入了拥塞避免的算法
以上就是TCP拥塞机制整体核心内容
TCP如何保证包的顺序传输
发送主机每次发送数据时，TCP就给每个数据包分配一个序列号并且在一个特定的时间内等待接收主机对分配的这个序列号进行确认，
如果发送主机在一个特定时间内没有收到接收主机的确认，则发送主机会重传此数据包。
接收主机利用序列号对接收的数据进行确认，以便检测对方发送的数据是否有丢失或者乱序等，接收主机一旦收到已经顺序化的数据，它就将这些数据按正确的顺序重组成数据流并传递到高层进行处理。
核心算法
- 为了保证数据包的可靠传递，发送方必须把已发送的数据包保留在缓冲区
- 同时为每个已发送的数据包启动一个超时定时器（重传定时器RTO）
- 如在定时器超时之前收到了对方发来的应答信息（可能是对本包的应答，也可以是对本包后续包的应答），则释放该数据包占用的缓冲区
- 否则，重传该数据包，直到收到应答或重传次数超过规定的最大次数为止。
- 接收方收到数据包后，先进行CRC校验，如果正确则把数据交给上层协议，然后给发送方发送一个累计应答包，表明该数据已收到，如果接收方正好也有数据要发给发送方，应答包也可放在数据包中捎带过去。
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