简述TCP的流量控制与拥塞控制

1. TCP流量控制

流量控制就是让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来的及接收。

原理是通过确认报文中窗口字段来控制发送方的发送速率，发送方的发送窗口大小不能超过接收方给出窗口大小。

考虑一种特殊的情况，接收方向发送方发送了零窗口的报文段后，接收方又有了一些存储空间。与接收方向发送方发送了非零窗口的报文段。然而这个报文段在传送过程中丢失了。发送方的发送窗口一直为零导致死锁。

为了解决这个问题，每个连接设置有持续计时器，只要连接的一方收到零窗口通知，就启动持续计数器。若持续计数器设置的时间到期，就发送一个零窗口探测报文段，而对方就在确认这个探测报文段给出现在的窗口值。如果窗口仍然为零，那么收到这个报文段的一方重置持续计数器，否则，那么死锁的僵局就可以打破。

2.TCP的拥塞控制

拥塞控制:防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器或链路过载。如果网络出现拥塞，分组将会丢失，此时发送方会继续重传，从而导致网络拥塞程度更高。因此当出现拥塞时，应当控制发送方的速率。这一点和流量控制很像，但是出发点不同。流量控制是为了让接收方能来得及接收（端对端的通信），而拥塞控制是为了降低整个网络的拥塞程度（全局性）。

2.1TCP的拥塞控制方法

TCP进行拥塞控制的算法有四种，即慢开始，拥塞避免，快重传，快恢复。

发送方让自己的发送窗口等于拥塞窗口，拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度，并且动态地在变化。

数据是单方向传送的，对方只传送确认报文。
接收方总是有足够大的缓存空间，因而发送窗口的大小由网络的拥塞程度决定。

慢开始和拥塞避免

发送的最初执行慢开始，令 cwnd = 1，发送方只能发送 1 个报文段；当收到确认后，将 cwnd 加倍，因此之后发送方能够发送的报文段数量为：2、4、8 ...

当cwnd > ssthresh（慢开始门限）时，改用拥塞避免算法，拥塞避免算法每经过一个往返时间cwnd加1。

当cwnd = ssthresh时，既可以用慢开始也可以使用拥塞避免算法。

当cwnd < ssthresh时，慢开始算法。

当网络出现超时，ssthresh = cwnd / 2，同时设置拥塞窗口cwnd=1.进入慢开始算法。

2.快重传与快恢复

快重传算法要求接收方不要等待自己发送数据才进行捎带确认，而是立即发送确认。即使收到失序的报文段对已发送的报文段的重复确认。发送方一连收到3个重复确认就应当立即进行重传。在这种情况下，只是丢失个别报文段，而不是网络拥塞。因此执行快恢复，发送方调整门限值ssthresh =cwnd/2，同时设置拥塞窗口cwnd=ssthresh ，并开始拥塞避免算法。

慢开始和快恢复的快慢指的是 cwnd 的设定值，而不是 cwnd 的增长速率。慢开始 cwnd 设定为 1，而快恢复 cwnd 设定为 ssthresh。

转载于:https://my.oschina.net/u/4045381/blog/3097269

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