3分钟了解下cwnd和TCP拥塞控制算法

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cwnd是什么？

cwnd是TCP拥塞控制中的一个重要概念，全称为“congestion window”，也被称为拥塞窗口。它用于限制发送方向网络发送数据的速度，以避免网络拥塞。cwnd是一个动态的值，可以根据网络状况动态调整。

cwnd的大小取决于TCP的拥塞控制算法，常见的算法有Reno、Cubic和NewReno等。在Reno算法中，cwnd的大小会随着网络拥塞情况的变化而不断调整。当网络出现拥塞时，cwnd会被减小，以降低发送方的发送速度，从而缓解拥塞。当网络状况好转时，cwnd会逐渐增大，以提高发送方的发送速度，从而更快地发送数据。

cwnd的大小还受到TCP窗口大小、RTT（Round-Trip Time）和MSS（Maximum Segment Size）等因素的影响。其中，TCP窗口大小是指发送方和接收方之间的缓冲区大小，RTT是数据包从发送方到接收方再返回发送方所需的时间，MSS是TCP数据包的最大大小。根据这些因素，TCP可以计算出一个合适的cwnd大小，以保证网络的稳定和可靠。

下面来看看拥塞控制算法

Reno、Cubic和NewReno是TCP拥塞控制中常见的算法，它们都用于调整拥塞窗口（cwnd）的大小，以适应网络的拥塞情况。下面分别对这三种算法进行详细解释：

• Reno算法： Reno算法是TCP拥塞控制中最早的算法之一。它的基本思想是，当网络出现拥塞时，减小拥塞窗口的大小，从而降低发送方的发送速度，以缓解拥塞。具体来说，Reno算法通过两个阈值来控制cwnd的大小：ssthresh（慢启动门限）和cwnd（拥塞窗口）。在慢启动阶段，cwnd按指数增长，当cwnd达到ssthresh时就进入拥塞避免阶段，此时cwnd按线性增长。当网络发生拥塞时，cwnd会被减半并重新进入慢启动阶段。
• Cubic算法： Cubic算法是一种改进的拥塞控制算法，旨在更好地适应现代高速网络。与Reno算法不同，Cubic算法通过平滑地增长拥塞窗口来逐渐提高发送速度。具体来说，Cubic算法根据网络的拥塞情况动态调整cwnd的大小。当网络出现拥塞时，cwnd会被减小，以降低发送速度。而当网络状况好转时，cwnd会逐渐增大，以提高发送速度。Cubic算法利用了拟三次函数来调整cwnd的大小，使得发送速度更加平滑和稳定。
• NewReno算法： NewReno算法是Reno算法的改进版本，主要解决了Reno算法存在的一些问题。与Reno算法不同，NewReno算法在拥塞避免阶段遇到丢包时，不再将cwnd减半，而是将cwnd缩小为ssthresh的一半。这样做的目的是减少慢启动阶段重新开始的次数，从而更好地适应高速网络。此外，NewReno算法还引入了快速恢复机制，使得发送方可以更快地从丢包中恢复，提高发送速度。