3.7 TCP 拥塞控制_接收端不支持拥塞控制怎么解决

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前言

TCP必须使用端到端拥塞控制而不是使网络辅助的拥塞控制，因为IP层不 向端系统提供显式的网络拥塞反馈。

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一、tcp拥塞控制的三个问题？

第一，一个TCP发送方如何限制 它向其连接发送流量的速率呢？
第二，一个TCP发送方如何感知从它到目的地之间的路径上存在拥塞呢？
第三，当发送方感知到端到端的拥塞时，采用何种算法来改变其发送速率呢？

二、问题解决

1.tcp如何限制流量

TCP连接的每一端都是由一个接收缓存、一个发送缓存和几个变量（LastByteRead、
rwncl等）组成。

运行在发送方的TCP拥塞控制机制跟踪一个额外的变量，即拥塞窗口 （congestion window）。

拥塞窗口表示为cwnd,它对一个TCP发送方能向网络中发送流量的速率进行了限制。

LastByteSent 一 LastByteAcked ≦ min（cwnd, rwnd ）
1

ack以快的速率到达，拥塞窗口增大，反之减小。

2.tcp如何感知拥塞

注意到网络中没有明确的拥塞状态信令，即ACK和丢包事件充当了隐式信号，并且每个TCP发送方根据异步于其他TCP发送方的本地信息而行动

• 丢包意味着拥塞，减小拥塞窗口长度。

丢包：对于给定报文段，一个超时事件或四个确认（一个初始ACK和其后的三个冗余ACK） 被解释为 “丢包事件”的一种隐含的指示。

• 一个确认报文段到达时（确认的到达被认为是一切顺利的隐含指示），指示该网络能够增加发送方的速率，拥塞窗口长度增加

• 带宽探测。加速到丢包为止，然后回退，来确定网络的拥塞上限

3.tcp拥塞控制算法

算法包含3个主要部分

1. 慢启动

当一条TCP连接开始时，cwnd的值通常初始置为一个MSS的较小值［RFC 3390］, 这就使得初始发送速率大约为MSS/RTT。

在慢启动（slow-start） 状态，cwnd的值以1个MSS开始并且每当传输的报文段首次被确认就增加1个MSS。然后是2，4，8…指数增长

状态变化：
1）如果存在一个由超时指示的丢包事件（即拥塞），TCP发送方将cwnd设置为1并重新开始慢启动过程。并将ssthresh（"慢启动阈值”的速记）设置为cwnd/2 ,即当检测到拥塞时将ssthresh置为拥塞窗口值的一半
2）当cwnd的值等于ssthresh时，结束慢启动并且TCP转移到拥塞避免模式
3）如果检测到3个冗余ACK,这时TCP执行一种快速重传（参见3. 5. 4节）并进入快 速恢复状态

注意：慢启动会造成网络访问延迟，可以用TCP分岔来进行优化，CDN就是一个应用实例

2. 拥塞避免
   一旦进入拥塞避免状态，cwnd的值大约是上次遇到拥塞时的值的一半，距离拥塞并不遥远！
   在接收到ack时，增加拥塞窗口长度，当丢包和3个冗余ack时，动作与慢启动一样，并进入快速恢复状态

3. 快速恢复
   在快速恢复阶段，拥塞窗口线性增长
   冗余ack到达线性增长拥塞窗口
   丢失报文段ack到达，进入拥塞避免
   当超时时，进入慢启动状态