TCP 拥塞控制机制详解

TCP 拥塞控制是网络稳定性的关键机制，防止网络拥塞导致的数据包丢失和性能下降。

拥塞控制的四个核心算法

1. 慢启动（Slow Start）

• 初始状态：cwnd（拥塞窗口）初始化为 1 个 MSS（最大报文段大小）
• 指数增长：每收到一个 ACK，cwnd 加倍，每经过一个 RTT，cwnd 翻倍
• 阈值触发：当 cwnd 达到 ssthresh（慢启动阈值）时，进入拥塞避免阶段
• 目的：快速探测网络可用带宽，避免一开始就发送大量数据导致拥塞

2. 拥塞避免（Congestion Avoidance）

• 线性增长：每经过一个 RTT，cwnd 增加 1 个 MSS
• 保守策略：增长速度比慢启动慢，避免突然导致网络拥塞
• 触发条件：cwnd ≥ ssthresh 时进入此阶段

3. 快重传（Fast Retransmit）

• 触发条件：收到 3 个重复 ACK（duplicate ACK）
• 立即重传：不等待 RTO（重传超时）到期，立即重传丢失的报文段
• 原因：重复 ACK 表明中间报文段丢失，但后续报文段已到达

4. 快恢复（Fast Recovery）

• cwnd 调整：将 cwnd 设置为 ssthresh + 3 × MSS
• ssthresh 更新：ssthresh = cwnd / 2
• 后续处理：每收到一个重复 ACK，cwnd 加 1；收到新数据的 ACK 时，cwnd = ssthresh，进入拥塞避免

拥塞发生时的处理

• 超时重传：ssthresh = cwnd / 2，cwnd = 1，重新进入慢启动
• 快重传触发：ssthresh = cwnd / 2，cwnd = ssthresh，进入快恢复

相关问题

• 慢启动和拥塞避免的区别是什么？
• 为什么需要 3 个重复 ACK 才触发快重传？
• 如何优化 TCP 拥塞控制以提高网络性能？