TCP的拥塞控制

拥塞处理可以认为是TCP最重要的网络功能，拥塞的实现算法对TCP整体效率（吞吐量、传输速率等）有很大的影响。TCP拥塞实现算法是针对各种复杂的网络环境，从这点上看，一个UDP的应用采用简化了的TCP拥塞算法，在相对简单的网络环境下能得到对TCP更好的传输效率。

拥塞发生判定条件

1. 数据段(segment)发送超时

       数据段发送超时，说明这个数据段或该数据段的ACK在传输的过程中丢失了；网络状况不理想，产生拥塞了。

2. 收到重复的ACK

       看下面的一个数据段丢失的情形：

           Sender                           Receiver

               |                                       |

               |-------- segment1-------> |

               |<-------ACK1--------------- |

               |                                       |

               |-----segment2-----X-----> |

               |                                       |

               |---------segment3-------> |

               |<---------ACK1------------- |

        segment2在传输的过程中丢失了，TCP是基于流机制确认的，它还是返回ACK1，发送方就收到了一个重复的ACK。这里的一个重点是，当数据段乱序时，发送方也会收到重复的ACK。怎么判断是数据包丢失还是乱序？如果同时收到3或3个以上的重复ACK，就认为数据包丢失了，认为网络发生拥塞。

拥塞控制方法

当发送数据段产生超时时，说明网络已经产生拥塞，TCP会执行慢启动，快速地减少数据段的传送。如果收到3个或以上的重复ACK，认为某个数据段丢失了，这个时候，TCP一般会采用快速恢复的拥塞策略来控制发送数据流量：即马上重发丢失的数据段，然后采用快速恢复算法。某些TCP实现这个时候也会慢启动的算法来控制流量，这样很多时候会降低网络的传输的效率。因为，发送方有收到ACK，说数据在网络两端还是流动的，拥塞程度还不是很严重，应该用更高效的策略。

1. 慢启动

       除了一个滑动窗口大小外，引入一个拥塞窗口大小，记为cwnd。前者是接收方可接受的最大数据的大小，后者是发送方允许的最大发送数据大小。对于发送方来说，最大可发送的数据的大小应该是两者之间的较小值。开始发送数据时，cwnd=1个数据段(大小事SYN中对方通告的MSS), 接下来每收到一个ACK，cwnd就以2^n方增长。慢启动，其实不慢。

2. 快速恢复

      引入ssthresh, ssthresh = cwnd / 2, 重传丢失的数据段，cwnd重新设为，cwnd = ssthresh + 3 * MSS.

      每收到一个重复ACK，cwnd增加一个分组大小，重传一个数据段。

      收到新的ACK，设置cwnd为ssthresh，其实就是原来的cwnd减半。