95-拥塞控制

1.什么是拥塞控制

在计算机网络中的链路容量（即带宽）、交换结点中的缓存和处理机等，都是网络的资源。在某段时间，若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏。这种情况就叫做拥塞。
所谓拥塞控制就是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不致过载。拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有主机，所有路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。

2.拥塞控制的方法

(1)慢启动和拥塞避免

TCP 连接建立好之后，CWND 将被设置成初始值IW (Initial Window)，其大小为2~4个SMSS。但新的 Linux 内核提高了该初始值，以减小传输滞后。此时发送端最多能发送 W字节的数据。此后发送端每收到接收端的一个确认，其 CWND 就按照式(3-1)增加:
CWND+=min (N，SMSS) _______________(3-3)
其中N是此次确认中包含的之前未被确认的字节数。这样一来，CWND 将按照指数形式扩大，这就是所谓的慢启动。
慢启动必然使得 CWND 很快膨胀(可见慢启动其实不慢)并最终导致网络拥塞。因此 TCP 拥塞控制中定义了另一个重要的状态变量:慢启动门限slow start threshold size，ssthresh)。当CWND 的大小超过该值时，TCP 拥塞控制将进入拥塞避免阶段。

(2)快速重传和快速恢复

在很多情况下，发送端都可能接收到重复的确认报文段，比如 TCP 报文段丢失，或者接收端收到乱序 TCP 报文段并重排之等。拥塞控制算法需要判断当收到重复的确认报文段时，网络是否真的发生了拥塞，或者说 TCP 报文段是否真的丢失了。具体做法是:发送端如果连续收到 3 个重复的确认报文段，就认为是拥塞发生了。然后它启用快速重传和快速恢复算法来处理拥塞，过程如下:
1)当收到第 3 个重复的确认报文段时，按照式(3-3)计 ssthresh，然后立即重传丢失的报文段，并按照式(3-4)设置 CWND。
CWND=ssthresh+3*SMSS(3-42)每次收到1个重复的确认时，设置 CWND=CWND+SMSS。此时发送端可以发送新的 TCP 报文段(如果新的 CWND 允许的话)。
3)当收到新数据的确认时，设置CWNDssthresh (ssthresh 是新的慢启动门限值，由第一计算得到)。
快速重传和快速恢复完成之后，拥塞控制将恢复到拥塞避免阶段，这一点由第 3 步操作可得知。

快速恢复

快速重传