TCP拥塞控制

拥塞控制是一个全局性过程，目的是防止过多的数据注入网络。

• 拥塞条件：对资源需求的总和 > 可用资源。

拥塞控制方法

发送方维持一个拥塞窗口 cwnd (congestion window)，其大小取决于网络的拥塞程度。 发送窗口上限 = $Min(rwnd,cwnd)$。

1. 慢开始 (Slow-start)

重点

• 初始 cwnd = 1 (或较小值)。
• 每收到一个对新报文段的确认，cwnd 加 1。
• 经过一个传输轮次 (RTT)，cwnd 指数倍增。
• 当 cwnd >= ssthresh 时，改用拥塞避免算法。

2. 拥塞避免 (Congestion Avoidance)

• 每经过一个 RTT，cwnd 加 1（加法增大）。
• 目的是使拥塞窗口线性缓慢增长。

3. 乘法减小 (Multiplicative Decrease)

• 无论是在慢开始还是拥塞避免阶段，只要出现超时（网络拥塞）：
  1. ssthresh 设为出现拥塞时窗口值的一半（但不小于 2）。
  2. cwnd 重新设置为 1。
  3. 执行慢开始算法。

4. 快重传与快恢复 (Fast Retransmit & Fast Recovery)

重点

• 快重传：接收方收到失序报文段立即发送重复确认。发送方收到三个重复确认（共四个相同的 ACK）时，立即重传缺失报文，不等待超时。
• 快恢复：
  1. 当收到三个重复确认时，执行乘法减小，ssthresh 减半。
  2. 不执行慢开始，而是将 cwnd 设为 ssthresh 减半后的数值（或减半后的数值 + 3）。
  3. 执行拥塞避免算法（加法增大）。