计算机网络——拥塞控制

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TCP拥塞控制

拥塞控制是指防止过多的数据注入网络，保证网络中的路由器或链路不致过载。

拥塞控制与流量控制的区别

拥塞控制是让网络能够承受现有的网络负荷，是一个全局性的过程，涉及所有的主机、所有的路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。相反，流量控制往往是指点对点的通信量的控制，是个端到端的问题(接收端控制发送端)，它所要做的是抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来得及接收。当然，拥塞控制和流量控制也有相似的地方，即它们都通过控制发送方发送数据的速率来达到控制效果。

接收窗口rwnd和拥塞窗口cwnd

由于发送方在确定报文速率时既要考虑接收方的接受能力，也要全局考虑不要使网络发生拥塞，因此，TCP协议要求发送方维护两个窗口：接收窗口和拥塞窗口。

1. 接收窗口（receive window）rwnd是接收方目前接收缓存大小所许诺的最新窗口值，反应接收方的容量。可由接收方放在TCP报文首部的窗口字段通知发送方。
2. 拥塞窗口（Congestion Window）cwnd是发送方根据自己估算的网络拥塞程度而设置的窗口值，反应网络的当前容量。只要网络未出现拥塞，拥塞窗口就会增大一些；只要网络出现拥塞，拥塞窗口就会减小一些，以减少注入网络的分组数。

拥塞控制的四个控制算法

慢开始；拥塞避免； 快重传；快恢复

前面说了，接收窗口rwnd可由接收方根据TCP首部报文的窗口字段通知发送方，那发送方如何维护拥塞窗口呢？这就需要慢开始和拥塞避免算法。

1. 慢开始和拥塞避免

注：慢开始的“慢”并不是指拥塞窗口cwnd的增长速率慢，而是指在TCP刚开始发送报文时设置cwnd=1，使得发送方刚开始只能发送一个报文段，然后再逐渐增大cwnd。

拥塞避免并不能完全避免拥塞。利用以上措施还不能完全避免网络拥塞

2. 快重传和快恢复

快重传和快恢复是对慢开始和拥塞避免算法的改进。

四种算法使用的总结:在TCP连接建立和网络出现超时时，采用慢开始和拥塞避免算法；当发送方接收到冗余 ACK 时，采用快重传和快恢复算法。