小马哥网络课笔记18------TCP之拥塞控制

拥塞控制

互联网中传输带宽是有最大限制的，如果超过这个限制就会导致拥塞，数据也就被阻塞住。
拥塞控制就是所有主机共同遵守一套规则，来维护互联网的数据传输顺畅。

• 拥塞控制
  1、防止过多的数据注入到网络中
  2、避免网络中的路由器或链路过载

• 拥塞控制是一个全局性的过程
  1、涉及到所有的主机、路由器
  2、以及与降低网络传输性能有关的所有因素
  3、是大家共同努力的结果

• 相比而言，流量控制是点对点通信的控制

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方法

• 慢开始(slow start,慢启动)

• 拥塞避免(congestion avoidance)

• 快速重传(fast retransmit)

• 快速恢复 (fast recovery)

• 几个缩写

  • MSS (Maximum Segment Size) :每个段最大的数据部分大小
    在建立连接时确定
  • cwnd (congestion window) :拥塞窗口
  • rwnd (receive window) :接收窗口
  • swnd (send window) :发送窗口
    swnd = min(cwnd, rwnd)

慢开始

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cwnd的初始值比较小，然后随着数据包被接收方确认(收到一个ACK)后cwnd就成倍增长(指数级)

拥塞避免

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• ssthresh (slow start threshold) :慢开始阈值，cwnd达到这个阈值后，以线性方式增加

• 拥塞避免(加法增大) :拥塞窗口缓慢增大，以防止网络过早出现拥塞

• 乘法减小:只要网络出现拥塞，把ssthresh减为拥塞峰值的一半，同时执行慢开始算法(cwnd又恢复到初始值)
  当网络出现频繁拥塞时，ssthresh值就下降的很快

快重传

• 接收方
  1.每收到一个失序的分组后就立即发出重复确认
  2.使发送方及时知道有分组没有到达
  3.而不要等待自己发送数据时才进行确认

• 发送方
  1.只要连续收到三个重复确认(总共4个相同的确认)， 就应当立即重传对方尚未收到的报文段
  2.而不必继续等待重传计时器到期后再重传

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快恢复

• 当发送方连续收到三个重复确认，说明网络出现拥塞
  就执行"乘法减小”算法，把ssthresh减为拥塞峰值的一半

• 与慢开始不同之处是现在不执行慢开始算法，即cwnd现在不恢复到初始值
  1.而是把cwnd值设置为新的ssthresh值(减小后的值)
  2.然后开始执行拥塞避免算法(“加法增大” )，使拥塞窗口缓慢地线性增大

快重传+快恢复

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发送窗口的最大值

• 发送窗口的最大值: swnd = min(cwnd, rwnd)
• 当rwnd < cwnd时，是接收方的接收能力限制发送窗口的最大值
• 当cwnd < rwnd时，则是网络的拥塞限制发送窗口的最大值