计算机网络笔记：TCP的拥塞控制方法-Toy模板网

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TCP的拥塞控制算法有四种，分别是慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复。

拥塞窗口：

基本概念：发送方维持一个叫做拥塞窗口的状态变量。拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度，并且是动态变化着的。发送方让自己的发送窗口等于拥塞窗口。
发送方控制拥塞窗口的原则：只要网络没有出现拥塞，拥塞窗口就可以再增大一些，以便把更多的分组发送出去，这样可以提高网络的利用率。但是只要网络出现拥塞或者可能出现拥塞，就必须把拥塞窗口减小一些，以减小注入到网络中的分组数，以缓解网络出现的拥塞。
发送方判断拥塞的方法：因为网络发生拥塞时，路由器就要把来不及处理而排不上队的分组丢弃。因此只要发送方没有按时收到对方的确认报文，也就是出现了超时的情况，就可以认为网络中某处出现了拥塞。

慢开始算法：

基本思路：当主机在已经建立的TCP连接上开始发送数据时，并不清楚网络当前的情况。如果贸然把大量数据注入到网络中，则可能引起网络拥塞。经验证明，最好的方式是先探测一下，也就是从小到大逐渐增大注入到网络中的数据量，也就是说，从小到大增大拥塞窗口的值。
具体规定：在每收到一个对新的报文段的确认后，可以把拥塞窗口增加最多一个SMSS的数值（往往就是一个）。由此可以看出，发送方并不是在所有的确认都收齐了之后才调整其窗口大小，而是收到一个确认就调整一下拥塞窗口，抓紧时间发送自己的报文段。
慢开始门限（ssthresh）：为了防止拥塞窗口过大引起网络阻塞，所设置的一个变量，使用方法如下：
- 当cwnd<ssthresh时，使用慢开始算法；
- 当cwnd=ssthresh时，使用两种算法均可；
- 当cwnd>ssthresh时，用拥塞避免算法来代替慢开始算法。
意外情况：有时个别报文会在网络中意外丢失，但是实际网络并未发生拥塞。如果发送方迟迟收不到确认，就会产生超时并误认为网络发生了拥塞。这就导致发送方会启动慢开始算法，把拥塞窗口的值设置为1，从而不必要地降低了传输速率。

拥塞避免算法：

基本思想：是的拥塞窗口缓慢增大。
具体实现：每经过一个往返时间，发送方的拥塞窗口大小就加一，而不是像开始阶段那样加倍增长。也就是说在拥塞避免阶段采用的是加法增大，比慢开始阶段的增长速率要小得多。
发生拥塞情况：当使用拥塞避免算法的过程中出现网络超时，则说明网络发生拥塞。此时，将门限值调整为原先门限值的一半，并从1开始重新执行慢开始算法。
注意事项：拥塞避免并非完全避免拥塞，而是让拥塞窗口增长缓慢，使得网络不容易出现拥塞。