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擁塞控制（congestion control)是TCP協(xié)議的一項重要功能，TCP的擁塞控制機制是從端到端的角度，推測網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生擁塞，如果推斷網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞，則立即將數(shù)據(jù)發(fā)送速率降下來，以便緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞。
TCP的擁塞控制采用的是窗口機制，通過調(diào)節(jié)窗口的大小實現(xiàn)對數(shù)據(jù)發(fā)送速率的調(diào)整。TCP的發(fā)送端維持一個稱為擁塞窗口cwnd的變量，單位為字節(jié)，用于表示在未收到接收端確認的情況下，可以連續(xù)發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。cwnd的大小取決于網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度，并且動態(tài)地發(fā)生變化。擁塞窗口調(diào)整的原則是：只要網(wǎng)絡(luò)沒有出現(xiàn)擁塞，就可以增大擁塞窗口，以便將更多的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，相當于提高發(fā)送速率；一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞，擁塞窗口就減小一些，減少注入網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)量，從而緩解網(wǎng)絡(luò)的擁塞。
發(fā)送端判斷網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞的依據(jù)是：發(fā)送端設(shè)置一個重傳計時器RTO，對于某個已發(fā)出的數(shù)據(jù)報文段，如果在RTO計時到期后，還沒有收到來自接收端的確認，則認為此時網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了擁塞。
TCP的擁塞控制算法包括了慢啟動（slow start）、擁塞避免（congestion avoidance）、快速重傳（fast retransmit）和快速恢復(fù)（fast recovery）四部分。
慢啟動算法作用在TCP數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始階段，當主機開始發(fā)送數(shù)據(jù)時，因為不知道網(wǎng)絡(luò)中的負荷情況，如果立即發(fā)送大量的數(shù)據(jù)，有可能會引起網(wǎng)絡(luò)的擁塞。因此，TCP采用試探的方法，逐漸增大擁塞窗口。通常在剛開始發(fā)送數(shù)據(jù)報文段時，先將擁塞窗口cwnd設(shè)置為一個TCP最大段長度MSS的值。而在每收到一個數(shù)據(jù)報文段的確認后，cwnd就增加一個MSS的數(shù)值。這樣就可以逐漸增大發(fā)送端的擁塞窗口，使數(shù)據(jù)注入網(wǎng)絡(luò)的速率比較合理。如果定義從發(fā)送端發(fā)出一個數(shù)據(jù)報文段到收到這個數(shù)據(jù)報文段的確認的時間間隔為往返時間RTT，則在慢啟動階段，每經(jīng)過一個RTT，cwnd的值就加倍。
為了防止擁塞窗口增長過快而引起網(wǎng)絡(luò)擁塞，TCP還需要設(shè)置一個慢啟動閾值ssthresh，當擁塞窗口的值增加到ssthresh時，就要減緩擁塞窗口的增長速度，具體的做法是每經(jīng)過一個RTT，擁塞窗口cwnd的值加1（單位為MSS），這樣就可以使cwnd按線性規(guī)律緩慢增長，這個過程稱之為“加性增加”（Additive Increase）算法。通常情況下，擁塞窗口cwnd的初值被設(shè)置為1，慢啟動閾值ssthresh的初值被設(shè)置為16。當擁塞避免算法執(zhí)行到某個時刻，發(fā)送端在規(guī)定時間內(nèi)沒有收到接收端的確認，即發(fā)生了網(wǎng)絡(luò)超時，則意味著網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了擁塞。此時，發(fā)送端首先將ssthresh的值變?yōu)榘l(fā)生超時時cwnd值的一半，同時將cwnd的值置為1，重新執(zhí)行慢啟動算法。這樣做的好處是，當網(wǎng)絡(luò)頻繁出現(xiàn)擁塞時，ssthresh下降得很快，可以大大減少注入網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)報文段。通常稱這個過程為“乘性減小”（MultiplicativeDecrease）算法。TCP中的“加性增加”和“乘性減小”算法合起來稱為AIMD算法。
慢啟動和擁塞避免是1988年提出的擁塞控制算法，1990年在此基礎(chǔ)上又增加了快速重傳和快速恢復(fù)兩個算法。
快速重傳算法的基本思想是：接收端每收到一個失序的數(shù)據(jù)報文段后就立即發(fā)出重復(fù)確認，以便更早地通知發(fā)送端有丟包的情況發(fā)生。假設(shè)在某個TCP數(shù)據(jù)傳輸過程中，接收端依次收到發(fā)送端發(fā)出的1號和2號數(shù)據(jù)報文段，并對這兩個數(shù)據(jù)報文段發(fā)送確認后，沒有按次序收到3號數(shù)據(jù)報文段，而是收到了4號，這時就需要立即向發(fā)送端發(fā)送一個2號數(shù)據(jù)報文段的確認，稱為重復(fù)確認。同理，如果繼續(xù)收到5號、6號數(shù)據(jù)報文段，接收端仍然要向發(fā)送端發(fā)出2號數(shù)據(jù)報文段的重復(fù)確認。此時，發(fā)送端會收到多個2號數(shù)據(jù)報文段的重復(fù)確認，則認為3號數(shù)據(jù)報文段發(fā)生了丟包，需要立即向接收端重傳3號數(shù)據(jù)報文段，而不需要等待重傳計時器到期再重傳。快速重傳算法中規(guī)定如果收到某數(shù)據(jù)報文段的三個重復(fù)確認，則立即重傳下一個數(shù)據(jù)報文段。
快速恢復(fù)是配合快速重傳使用的算法，其基本思想是：當發(fā)送端連續(xù)收到三個重復(fù)確認時，就將慢啟動閾值ssthresh減半，以預(yù)防網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生，并且將擁塞窗口cwnd的值置為減半后的ssthresh，然后開始執(zhí)行擁塞避免算法，使得cwnd緩慢地加性增大。
TCP擁塞控制算法描述如下：
SlowStartPhase( ) //慢啟動算法
{
CongWin=1； //擁塞窗口cwnd的初值為1個MSS
while (CongWin<Threshold&& 無數(shù)據(jù)丟失)
//當擁塞窗口小于慢啟動閾值且沒有發(fā)生丟包時
{
for each ACK
CongWin++; //每收到一個確認數(shù)據(jù)報，擁塞窗口加1
}
if (CongWin>=Threshold) then
CongestionAvoidancePhase( );
//當擁塞窗口大于等于慢啟動閾值時，啟動擁塞避免算法；
if (數(shù)據(jù)丟失) then
DataLoss( ); // 丟包后的處理方法
}
CongestionAvoidancePhase( ) // 擁塞避免算法
{
while (無數(shù)據(jù)丟失)
{
for each RTT
CongWin=CongWin+1; //每經(jīng)過一個RTT，擁塞窗口加1
}
DataLoss( );
}
DataLoss( ) //丟包后的處理方法
{
if (超時) then
{
Threshold=CongWin/2;
CongWin=1;
SlowStartPhase( );
//如果發(fā)生超時，慢啟動閾值置為當前擁塞窗口的一半，然后將擁塞窗口置1，開始執(zhí)行擁塞避免算法。
}
if (3次重復(fù)確認) then
{
Threshold=CongWin/2;
CongWin=CongWin/2;
CongestionAvoidancePhase();
//如果收到3個重復(fù)的確認，則執(zhí)行快速重傳和快速恢復(fù)算法，慢啟動閾值減小為擁塞窗口的一半，同時將擁塞窗口減半，開始擁塞避免算法
