tcp流量控制和拥塞控制

网络基础

说到TCP流量控制和拥塞控制，不得不说一下滑动窗口，TCP流量控制和拥塞控制主要是由滑动窗口来实现的，首先什么是滑动窗口

滑动窗口

滑动窗口是发送方和接收方用来进行流量控制的，因为如果每发送一个数据包就进行一次响应的话，那么网络的吞吐量会很高，传送的效率很低。我们可以想象每个快递单独运送和一整个小区的快递一起运送，哪个效率高。

那我们看看发送方的滑动窗口，其实就是三个指针：

• SND.WND ：表示发送窗⼝的⼤⼩（⼤⼩是由接收⽅指定的）
• SND.UNA ：是⼀个绝对指针，它指向的是已发送但未收到确认的第⼀个字节的序列号，也就是 #2 的第⼀
  个字节
• SND.NXT也是⼀个绝对指针，它指向未发送但可发送范围的第⼀个字节的序列号，也就是 #3 的第⼀个
  字节

那么可⽤窗⼝⼤⼩的计算就可以是：SND.WND-(SND.NXT-SND.UNA)

那么接收方的滑动窗口只有两个指针：

• RCV.WND ：表示接收窗⼝的⼤⼩，它会通告给发送⽅。
• RCV.NXT：表示下一个期望接收到的序列号

接收方和发送方的窗口大小和操作系统缓冲区大小有关系

窗口大小和流量控制

TCP报文里有一个窗口大小的字段，根据这个字段，发送方来确定每次发送数据的大小，以达到流量控制

拥塞窗口和拥塞控制

流量控制是避免发送⽅的数据填满接收⽅的缓存，而拥塞控制则是避免发送方数据占满整个网络

拥塞窗⼝ cwnd是发送⽅维护的⼀个的状态变量，它会根据⽹络的拥塞程度动态变化的。

慢启动

当连接建立完成时，首先设置cwnd为1，之后每收到一个ACK确认后，cwnd++，随着收到的ACK数量增加

可以看到，cwnd呈指数型增长，很快就会涨到较大值，那到什么时候停下呢

有⼀个叫慢启动⻔限 ssthresh （slow start threshold）状态变量。

• 当 cwnd < ssthresh 时，使⽤慢启动算法
• 当 cwnd >= ssthresh 时，就会使⽤「拥塞避免算法」

拥塞避免算法

进⼊拥塞避免算法后，它的规则是：每当收到⼀个 ACK 时，cwnd 增加 1/cwnd。

拥塞发生算法

如果拥塞避免算法不管用，拥塞还是发生了，那就启动拥塞发生算法，主要是利用重传机制，而重传有超时重传和快速重传，他们分别有不同的算法设置：

超时重传

ssthresh 设为 cwnd/2

cwnd 重置为 1

快速重传

cwnd 设为 cwnd/2

ssthresh 重置为 cwnd