TCP流量控制和拥塞控制基本思想

TCP超时重传

查看某一机器上的某一端口是否可访问
telnet ip port

抓取网卡某端口上的包
tcpdump -ieth1 'port 21'
其中，eth1是网卡名称，可通过ifconfig查询到本机的网卡名称。

基本概念

RTO 重传超时时间(retransmission timeout)

指，从发一个包t1，到未收到该包ack重传包t2，之间的时间差t2-t1.
- 设长了，重传慢，效率低，影响传输性能
- 设短了，重发太快，会增加网络拥塞，导致更多的超时，更多的超时导致更多的重发。

所以，TCP最后采用的是自适应算法调节RTO。其关键是：对于当前RTT的准确估计，并适时调整RTO。

RTT（Round Trip Time）传输往返时间

指，发送端从发送TCP包开始到接收它的立即响应所耗费的时间。

TCP流量控制（滑动窗口）

作用：一、提供TCP的可靠性；二、提供TCP的流控特性
位置：在TCP的头部： 16bit窗口大小和TCP选项。其中，选项可使得窗口扩大一倍。

滑动窗口包含：发送窗口和接收窗口。
发送端的窗口控制即为发送窗口，对应为接收窗口。
发送缓存内的数据包含4类：
- (1) 已经发送并得到对端ACK
- (2)已经发送未得到对端ACK
- (3)未发送但对端允许发送
- (4)未发送且对端也不让发送
其中,发端窗口控制的就是：(2) (3)
发送窗口的移动也是建立在确认重传机制的，从而保证TCP的可靠性。移动原则：
收到对端对本段发送窗口内字节的ACK

可把TCP滑动窗口的过程，想象为水池的入口和出口控制，窗口就是一个水池。

TCP拥塞控制

TCP拥塞控制包括四个核心算法：
- 慢开始(slow start)
- 拥塞避免(congestion voidance)
- 快重传(Fast Retransmit)
- 快恢复(Fast Recovery)

总原则：拥塞窗口的变化为 加法增大、乘法减小。

慢开始和拥塞避免

慢开始的主要思想：一开始不发送大量的数据，而是从小到大的逐渐增加拥塞窗口的大小，从而试探网络的拥塞程度。

拥塞避免的主要思想：即每经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwind加 1。

具体步骤：

(1) TCP连接初始化，cwind置1.

(2)cwind < ssthresh, 使用慢开始算法，cwind 指数规律增长。(y = 2^x)

(3) cwind = ssthresh，使用拥塞避免算法此时，cwnd按线性增长。

(4) 当网络发送拥塞是，ssthresh更行为以前的一半，且cwnd重新设置为1。开始执行(2)

其中，cwind是拥塞窗口，ssthresh是慢开始门限。

快重传和快恢复

快重传的思想 : 接收方收到一个失序的报文段就立即发出重复确认，发送方连续收到 3个重复确认就立即重传对方尚未收到的报文段，而不用等重传计时器的时间。

快恢复和快重传搭配使用。

快恢复的思想: 发送方收到 3个重传确认时，立即执行“乘法减小”算法，即ssthresh门限减半(1/2)。接下来，并不执行慢开始算法(cwind置1)，而是将cwind置为ssthresh，然后执行拥塞避免算法。

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参考：徐晓鑫 后台开发：核心技术与应用实践