3.7 TCP拥塞控制

TCP必须使用端到端的拥塞控制，因为IP层不向端显式提供网络拥塞反馈。

TCP拥塞控制方法：发送方感知网络状态，无拥塞则增加速率，有拥塞则减少速率。

拥塞窗口（Congestion Window，cwnd）：发送方速率受到此变量限制，v=cwnd/RTT

• 一个丢失的报文段意味着拥塞，发送方需要降低发送速率。

• 一个确认的报文段意味着网络正常，发送方可以增加发送速率。

• 发送方实行带宽探测。

3.7.1 TCP拥塞控制算法

TCP拥塞控制算法（TCP Congestion Control Algorithm）

慢启动状态（Slow-start）

初始 cwnd 值较小，为一个 MSS

• 每接收到一个确认报文，cwnd 增加一个 MSS，即无拥塞状态下指数增长；

• 出现丢包事件，ssthresh=cwnd/2，cwnd=MSS，重新进入慢启动状态；

• 当 cwnd 大于等于 ssthresh 时，慢启动模式停止，进入拥塞避免模式；

• 检测到3个冗余ACK，TCP执行快速重传，并进入快速恢复状态；

拥塞避免状态

每个 RTT 只将 cwnd 增加一个 MSS，线性增加。

• 出现丢包，ssthresh=cwnd/2，cwnd=MSS，重新进入慢启动状态；

• 检测到3个冗余ACK，TCP执行快速重传，之后快速恢复状态；

快速重传状态

对每个冗余的 ACK，cwnd 增加一个MSS，当丢失报文段的一个ACK到达，则进入拥塞避免状态。

TCP拥塞回顾

加性增，乘性减。

对吞吐量宏观描述

一条连接的平均吞吐量 = 0.75 * W / RTT（W为窗口长度）

经高带宽路径的TCP

一条连接的平均吞吐量 = 1.22 * MSS / RTT / sqrt(L)（L为丢包率）