【计算机网络】TCP的四种拥塞控制算法

TCP（传输控制协议）是互联网协议套件中用于在网络中两个主机之间提供可靠、有序和错误检测数据传输的协议。TCP使用拥塞控制机制来避免网络拥塞，确保网络资源的有效利用。以下是TCP中常见的四种拥塞控制算法：

慢启动（Slow Start）

• 慢启动算法在TCP连接开始时使用，其目的是逐渐增加发送窗口的大小，以探测网络的容量。

• 在慢启动阶段，每收到一个ACK（确认），拥塞窗口（cwnd）的大小就会加倍，呈指数增长，直到达到慢启动阈值（ssthresh）。

拥塞避免（Congestion Avoidance）

• 当拥塞窗口大小超过慢启动阈值后，TCP进入拥塞避免阶段。

• 在这个阶段，拥塞窗口的增长速度变慢，每经过一个往返时间（RTT），拥塞窗口增加1个MSS（最大报文段大小）。

快速重传（Fast Retransmit）

• 当发送方收到三个重复的ACK时，它会认为发生了拥塞，并立即重传丢失的数据包，而不必等待重传定时器超时。

• 快速重传可以减少数据包丢失后的恢复时间，提高网络的吞吐量。

快速恢复（Fast Recovery）

• 快速恢复与快速重传通常一起使用。在快速重传之后，TCP进入快速恢复阶段。

• 在这个阶段，ssthresh被设置为cwnd的一半，cwnd被设置为ssthresh加上3个MSS（为了处理可能的多个数据包丢失），然后进入拥塞避免阶段。

除了这四种基本的拥塞控制算法，TCP还有其他一些变种和改进，例如：

• TCP Reno：在快速恢复中，当cwnd达到ssthresh时，会进入拥塞避免阶段，而不是慢启动阶段。
• TCP NewReno：改进了Reno的快速恢复算法，可以处理多个数据包丢失的情况。
• TCP Vegas：基于网络的延迟来预测拥塞，而不是基于丢包。它通过监测实际的网络延迟与预期的网络延迟之间的差异来调整拥塞窗口。
• TCP Bic：结合了慢启动、拥塞避免和快速恢复的优点，通过更平滑地调整拥塞窗口来提高性能。

这些算法在不同的网络条件下表现不同，TCP实现可能会根据具体情况选择最合适的拥塞控制算法。