TCP拥塞控制总结
TCP拥塞控制
计算机网络
往返时延RTT优化
往返时间RTT
往返时间:
往返时间（ＲＴＴ）是指从数据段发送开始，到接 收到该数据段对应应答所经历的时间，主要由链路传播时 间、端系统处理时间和路由器排队／处理时间组成。 对同一个ＴＣＰ连接，链路传播时间、端系统处理 时间相对固定，因此，网络拥塞情况可通过路由器排队／ 处理时间的变化而推断。
其中: pi为第i条路径的丢包率, RTTi为第i条路径的往返时延, b为每个ACK应答的分组数, pktsize为分组的大小, n为路径的总数。
基于MFD的多路径算法
可见, 要在给定的网络条件下提高端到端吞吐率, 必须减小往返时延RTTi。路径的往返时延是正向路径时延 以及反向路径时延之和。 第i条路径对应的正向路径时延为fi, 反向路径时延 为ri.不失一般性,假设ri≤ri +1(1≤i≤n)。如果采取MTCP算法, 则RTTi =fi+ri。 为了提高吞吐率,可以采用最小反馈时延MFD的多径 传输协议, 即选取时延最小的反向路径来传输应答分组。 MFD可以减少各条路径的往返时延 RTT‘i=fi+r1<fi+ri=RTTi ,从而提高端到端的吞吐率， 降低拥塞。
Freeze-TCP
Freeze-TCP用于解决主机移动所引起的丢包. 主要思想: 让移动主机监测无线信号的能量，并检测出即将发生 的主机切换事件.当切换即将发生时，移动主机向发送者 发送一个通告窗口为零的反馈，从而迫使发送者进入零窗 口探测模式. 在零窗口探测模式中，发送者不会改变它的拥塞窗口 和超时计时器的时长.
RTT分析
在无线环境下，忽略链路传播时延的前提下，在误码 丢包的作用下，ＲＴＴ呈现无规律变化，且有趋小趋势. 因此，在无线环境下，考察ＲＴＴ的变化区分误码丢 包与拥塞丢包进行发送速率的调整是可行的：在ＲＴＴ变 小时，说明网络拥塞丢包风险小，拥塞窗口向下调整幅度 应较小；在ＲＴＴ变大时，说明网络拥塞丢包风险大，拥 塞窗口向下调整幅度应较大，是符合无线网络实际情况的。
《TCP的拥塞控制》课件
慢开始和拥塞避免算法的实现举例
拥塞窗口 cwnd
24 20
ssthresh 的初始值16
拥塞避免 “加法增大”
网络拥塞
拥塞避免 “加法增大” “乘法减小”
新的 ssthresh 值12
慢开始
8
4
指数规律增长
传输轮次
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
慢开始
慢开始
发送端的发送窗口不能超过拥塞窗口 cwnd 和接收端 窗口 rwnd 中的最小值。我们假定接收端窗口足够大， 因此现在发送窗口的数值等于拥塞窗口的数值。
● 使用慢开始算法后，每经过一个传输轮次，拥塞窗 口 cwnd 就加倍。
● 一个传输轮次所经历的时间其实就是往返时间 RTT。
●“传输轮次”更加强调：把拥塞窗口 cwnd 所允许 发送的报文段都连续发送出去，并收到了对已发送 的最后一个字节的确认。
● 例如，拥塞窗口 cwnd = 4，这时的往返时间 RTT 就是发送方连续发送 4 个报文段，并收到这 4 个报 文段的确认，总共经历的时间。
慢开始算法的原理
●在主机刚刚开始发送报文段时可先设置拥塞 窗口 cwnd = 1，即设置为一个最大报文段 MSS 的数值。
●在 每 收 到 一 个 对 新 的 报 文 段 的 确 认 后 ， 将 拥 塞窗口加 1，即增加一个 MSS 的数值。
●用 这 样 的 方 法 逐 步 增 大 发 送 端 的 拥 塞 窗 口 cwnd，可以使分组注入到网络的速率更加合 理。
cwnd = 1 cwnd = 2
发送方每收到一个对新报文段的确认 （重传的不算在内）就使 cwnd 加 1。
发送方
接收方
发送 M1
TCP协议的性能优化与调优方法总结(二)
TCP协议的性能优化与调优方法总结在互联网时代，TCP协议作为互联网的核心协议之一，承担着可靠传输的重要任务。
然而，随着网络规模的不断扩大和应用需求的不断增加，TCP协议的性能成为了一个亟待解决的问题。
本文将从四个方面总结TCP协议的性能优化与调优方法，分别是拥塞控制算法、窗口调节、拥塞避免和数据包的丢失与重传。
一、拥塞控制算法拥塞控制算法是TCP协议保证网络拥塞情况下性能稳定的重要手段。
TCP拥塞控制算法可以分为慢启动、拥塞避免和快速恢复三个阶段。
在慢启动阶段，TCP协议初始化发送窗口大小，通过指数增加的方式逐渐增大发送窗口，以便向网络注入更多的数据包。
在拥塞避免阶段，TCP协议采用加法增加的方式逐渐增大发送窗口，但是速率比慢启动阶段慢一些，以避免网络拥塞。
在快速恢复阶段，当发生数据包的丢失时，TCP协议将发送窗口缩小一半，并进行重传，以便恢复丢失的数据包，同时逐渐增加发送窗口，以便重新注入数据包到网络。
二、窗口调节窗口调节是TCP协议提高网络吞吐量和响应速度的重要手段。
TCP 协议的窗口调节机制可以通过改变发送窗口的大小来实现。
发送窗口大小的适当调节可以使得网络中的数据流动更加顺畅，减少数据的丢失和重传，从而提高网络的性能。
窗口调节可以根据网络的状况动态调整发送窗口的大小，以便适应不同的网络情况，并且可以避免网络拥塞。
三、拥塞避免拥塞避免是TCP协议保证网络性能稳定的重要手段。
TCP协议的拥塞避免机制可以根据网络的负载情况来调整数据包的发送速率，以避免网络拥塞。
拥塞避免算法可以根据数据包的丢失情况和延迟情况来判断网络的拥塞情况，并根据拥塞窗口的大小来调整数据包的发送速率。
通过拥塞避免算法可以使得网络的负载均衡，并且可以避免网络拥塞的发生，提高网络的性能。
四、数据包的丢失与重传数据包的丢失与重传是TCP协议解决网络拥塞的重要手段。
TCP协议通过数据包的丢失与重传来保证网络拥塞下的可靠传输。
当发生数据包的丢失时，TCP协议将发送窗口缩小一半，并进行数据包的重传，以保证数据的可靠传输。
网络拥塞控制算法总结
网络拥塞控制算法总结网络拥塞控制是指在网络通信过程中，通过合理的算法和策略来控制网络中数据流量的流动，以避免网络拥塞的发生。
网络拥塞会造成数据包丢失、延迟增加以及网络性能下降等问题，因此拥塞控制算法的设计和实现对于网络的稳定运行至关重要。
下面将会介绍几种常见的网络拥塞控制算法及其特点。
第一种算法是最早采用的拥塞控制算法——慢开始（Slow Start）。
慢开始算法是由Van Jacobson在TCP/IP协议中提出的，用于在开始发送数据时快速扩大拥塞窗口，同时在网络出现拥塞时快速减小拥塞窗口。
具体实现方式是通过指数增加拥塞窗口的大小，直到遇到拥塞发生为止。
慢开始算法的特点是能够快速适应网络环境的变化，但容易引起网络拥塞。
第二种算法是拥塞避免（Congestion Avoidance）。
拥塞避免算法是在慢开始算法的基础上进行改进的，主要解决了慢开始算法容易引发网络拥塞的缺点。
拥塞避免算法通过线性增加拥塞窗口的大小来避免网络拥塞的发生。
具体实现方式是每次接收到一个确认ACK就递增拥塞窗口的大小，从而平滑地增大网络的负载，减小拥塞的可能性。
拥塞避免算法相对于慢开始算法，能够更加稳定地控制网络拥塞，但是在网络拥塞后仍然需要通过慢开始算法来恢复网络的稳定性。
第三种算法是快重传（Fast Retransmit）。
快重传算法是一种TCP 数据传输的拥塞控制算法，主要用于解决包丢失问题。
当发送方连续接收到三个相同的ACK确认报文时，就会触发快重传算法。
快重传算法的基本原则是，当接收到重复的ACK报文时，会认为已经丢失的报文已经到达接收方，而不是等待超时重传。
通过快速重传概念，可以减少数据传输的延迟，提高网络的传输效率。
第四种算法是拥塞避免和快重传的综合算法——TCP Tahoe。
TCP Tahoe是一种动态调整拥塞窗口的算法，能够根据网络拥塞程度来灵活调整数据传输速度。
TCP Tahoe的核心思想是通过快重传和拥塞避免算法相结合来进行拥塞控制。
tcp的拥塞控制方法
tcp的拥塞控制方法TCP的拥塞控制方法TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的传输协议，它在互联网中扮演着重要的角色。
在TCP协议中，拥塞控制是一项非常重要的功能，它可以避免网络拥塞，保证网络的稳定性和可靠性。
本文将介绍TCP的拥塞控制方法。
TCP的拥塞控制方法主要包括四个方面：慢启动、拥塞避免、快重传和快恢复。
下面将分别介绍这四个方面的内容。
一、慢启动慢启动是TCP的一种拥塞控制算法，它的目的是在TCP连接开始时，尽可能快地找到网络的最大带宽。
在慢启动阶段，TCP发送方会将拥塞窗口cwnd的大小从一个初始值开始逐渐增加，直到网络出现拥塞为止。
具体来说，TCP发送方会将cwnd的大小设置为一个初始值（通常为2个MSS），然后每经过一个往返时间RTT（Round Trip Time），cwnd的大小就会翻倍。
例如，如果初始值为2个MSS，第一个RTT结束后cwnd的大小为4个MSS，第二个RTT 结束后cwnd的大小为8个MSS，以此类推。
这样做的目的是为了尽可能快地找到网络的最大带宽，从而提高TCP连接的传输效率。
二、拥塞避免拥塞避免是TCP的另一种拥塞控制算法，它的目的是在TCP连接运行过程中，尽可能地避免网络拥塞。
在拥塞避免阶段，TCP发送方会将拥塞窗口cwnd的大小逐渐增加，但是增加的速度会比慢启动阶段慢一些。
具体来说，TCP发送方会在每个RTT结束后将cwnd 的大小增加1个MSS，而不是翻倍。
这样做的目的是为了避免网络拥塞，从而保证TCP连接的稳定性和可靠性。
三、快重传快重传是TCP的一种拥塞控制算法，它的目的是在TCP连接出现数据包丢失时，尽可能快地重传丢失的数据包，从而避免网络拥塞。
在快重传算法中，TCP发送方会在接收到三个重复的ACK （Acknowledgement）时，立即重传丢失的数据包，而不是等待超时后再重传。
这样做的目的是为了尽可能快地恢复丢失的数据包，从而避免网络拥塞。
tcp使用的阻塞控制机制
tcp使用的阻塞控制机制
TCP使用的阻塞控制机制主要有以下几种：
1.慢启动（Slow Start）：这是TCP使用的一种阻塞控制机制，也被称为指数增长期。
在慢启动阶段，TCP每次收到接收窗口的确认时，都会增加已确认段的数目，这种情况一直持续到要么没有新的段收到，要么窗口大小达到预先定义的阈值。
如果发生丢失事件，TCP 就认为这是网络阻塞，就会采取措施减轻网络拥挤。
一旦发生丢失事件或者到达阈值，TCP就会进入线性增长阶段。
2.拥塞控制（Congestion Control）：当网络出现拥塞时，TCP 会减少发送的数据量，以避免网络拥塞进一步恶化。
具体来说，当TCP发现网络出现拥塞时，它会将窗口大小减小到1个段，并开始执行“慢启动”算法。
3.快重传（Fast Retransmit）：当TCP收到3个以上的相同确认时，就认为数据段丢失了，这时TCP会立即重传丢失的数据段，而不必等待定时器的超时。
4.快恢复（Fast Recovery）：在发生数据段丢失后，TCP会立即执行快恢复算法，重新设定拥塞窗口大小，并开始执行“快重传”算法。
这些是TCP主要的阻塞控制机制。
TCPIP详解学习笔记（15）--TCP的流量控制和拥塞控制
TCPIP详解学习笔记（15）--TCP的流量控制和拥塞控制TCP的流量控制1.概述所谓的流量控制就是让发送⽅的发送速率不要太快，让接收⽅来得及接受。
利⽤滑动窗⼝机制可以很⽅便的在TCP连接上实现对发送⽅的流量控制。
TCP的窗⼝单位是字节，不是报⽂段，发送⽅的发送窗⼝不能超过接收⽅给出的接收窗⼝的数值。
如图所⽰，说明了利⽤可变窗⼝⼤⼩进⾏流量控制。
设主机A向主机B发送数据。
双⽅确定的窗⼝值是400.再设每⼀个报⽂段为100字节长，序号的初始值为seq=1,图中的箭头上⾯⼤写ACK，表⽰⾸部中的却认为为ACK，⼩写ack表⽰确认字段的值。
接收⽅的主机B进⾏了三次流量控制。
第⼀次把窗⼝设置为rwind=300，第⼆次减⼩到rwind=100最后减到rwind=0，即不允许发送⽅再发送过数据了。
这种使发送⽅暂停发送的状态将持续到主机B重新发出⼀个新的窗⼝值为⽌。
假如，B向A发送了零窗⼝的报⽂段后不久，B的接收缓存⼜有了⼀些存储空间。
于是B向A发送了rwind=400的报⽂段，然⽽这个报⽂段在传送中丢失了。
A⼀直等待收到B发送的⾮零窗⼝的通知，⽽B也⼀直等待A发送的数据。
这样就死锁了。
为了解决这种死锁状态，TCP为每个连接设有⼀个持续计时器。
只要TCP连接的⼀⽅收到对⽅的零窗⼝通知，就启动持续计时器，若持续计时器设置的时间到期，就发送⼀个零窗⼝探测报⽂段（仅携带1字节的数据），⽽对⽅就在确认这个探测报⽂段时给出了现在的窗⼝值。
2.TCP报⽂段发送时机的选择TCP豹纹短短发送时机主要有以下⼏种选择途径。
1）TCP维持⼀个变量，它等于最⼤报⽂段长度MSS，只要缓存中存放的数据达到MSS字节就组装成⼀个TCP报⽂段发送出去。
2）由发送⽅的应⽤程序指明要求发送报⽂段，即TCP⽀持的推送操作3）是发送⽅的⼀个计时器期限到了，这时就把当前已有的缓存数据装⼊报⽂段发送出去。
TCP的拥塞控制1.拥塞控制的原理在某段时间，若对⽹络中的某⼀资源的需求超过了该资源所能提供的可⽤部分，⽹络的性能就要变化，这种情况叫做拥塞。
tcpip拥塞控制、重传、丢包、优化
tcpip拥塞控制、重传、丢包、优化弱⽹环境是丢包率较⾼的特殊场景，TCP 在类似场景中的表现很差，当 RTT 为 30ms 时，⼀旦丢包率达到了 2%，TCP 的吞吐量就会下降89.9%[3]，从下⾯的表中我们可以看出丢包对 TCP 的吞吐量极其显著的影响：概念理解4种计时器1.重传计时器：Retransmission Timer A发报⽂时创建计时器，计时器到期内收到回报⽂ACK，就撤销计时器2.持久计时器：Persistent Timer B告诉A，接收窗⼝填满了（0窗⼝通报），告诉A停⽌发送，进⼊等待，直到B发送报⽂告诉A已有“⾮零窗⼝”，但此时若这个报⽂丢失，B⾃⼰不知道，等着A发数据过来，双⽅都进⼊等待死锁，解决这个问题要在A端创建持久计时器，当收到B发送过来的0窗⼝通报报⽂后，计时器启动，计时器过期后，A发⼀个探测报⽂给B，询问是否有⾮0窗⼝，如果超时还没ack恢复则发探查报⽂，如果超时前收到到ack回复依然是0窗⼝，则将计时器复位并且翻倍时间值（1，2，4，8最⼤60s），如此循环，直到收到B的重开窗⼝确认包。
3.保活计时器：Keeplive Timer 长连接中A发送数据给B，发送⼏个数据包之后，A出故障了，B等待2⼩时后发10个探测报⽂段（每个75分钟发⼀次），如果没有响应就终⽌连接4.时间等待计时器：Timer_Wait Timer time_wati状态下发出的给被关闭端ack报⽂后等待时间(30~120s),⼀般设置⼀个msl（最长报⽂寿命）是60s包重传的原因tcp可靠性通过序列号和ack确认包保障，当tcp发送包之后，将这个包的副本数据段放到重传队列上启动重传计时器1、如果对⽅反馈ack，则销毁数据段和计时器2、如果对⽅没有反馈ack，则在计时器到期后发起重传快速重传：A向B发送4个tcp报⽂段（n1,n2,n3,n4）,B只收到（n1,n2,n4）,其中n3丢失（也许只是延时到达），B发现失序⽴即⽣成重复ACK包（重复确认n3）,且发送三次给A，A重传该数据包超时重传：定时器超时之后，重传包，计时器的时间为“⼤于平均往返延迟”伪超时和重传：过早的判断了超时时间，导致发送⽅触发重传，RTT（连接往返时间）增长超过RTO（重传超时时间）包失序：ip层的包没有按顺序传输，严重失序时，接收⽅误以为包丢失，通知发送端重传，需要设置合理的重传阀值解决包重复：重传包含⼀个数据包，以及两个副本，多次重复会导致B收到过多重复包，从⽽B⽣成重复的ack，容易触发伪快速重传，使⽤sack 避免sack：当出现包失序、⽹络丢包导致的接收⽅数据序队列出现空洞，sack选项可以提供确认信息（描述乱序、空洞），帮助A⽅有效的重传。
tcp的拥塞控制算法
tcp的拥塞控制算法
1 慢启动和拥塞避免算法
慢启动指的是，起始阶段将cwnd的窗⼝⼤⼩设置为mss，每当经过⼀个传输轮次，窗⼝的⼤⼩增加⼀倍，
也就是说⼀个rtt的时间内，窗⼝的⼤⼩增加⼀倍。
慢启动的过程当中，需要设置⼀个慢启动的门限，⼩于慢启动阈值时使⽤慢启动算法，当⼤于门限时，开
始使⽤拥塞避免算法，此时减慢cwnd的增加速度，⼀个rtt的时间内将窗⼝的长度增加1。
2 快重传和快恢复
⼀般当发⽣丢包的情况时，我们会判断当前的⽹络发⽣了拥塞。
但是判断发⽣丢包的情况需要等到⼀个rtt的
时间过后，⽽快速重传就是接到了对于同⼀个报⽂的三次重复确认时，就⽴即重传对⽅尚未收到的报⽂段，不需
要等待计时器的时间到期后在进⾏重传。
快恢复算法和快重传算法配合使⽤，当收到连续的三个重复确认时，将慢启动门限降低为原来的⼀半，将cwnd 设置为门限减半后的值，然后在执⾏拥塞避免算法，使得拥塞窗⼝缓慢线性的增⼤。
tcp协议拥塞控制策略
tcp协议拥塞控制策略
TCP协议的拥塞控制策略有以下几种：
1. 慢启动：初始时发送窗口大小较小，随着时间的推移逐渐增大，直到达到网络的拥塞程度为止。
慢启动可以有效地利用网络资源，并在网络拥塞出现时降低发送速率。
2. 拥塞避免：一旦网络发生拥塞，TCP会进入拥塞避免状态。
拥塞避免的原理是通过线性增加发送速率，以减少网络拥塞。
发送方每收到一个确认报文段，就将发送窗口的大小增加一个最大报文段长度（MSS）的值。
3. 快速重传与快速恢复：当发送方发送的数据包超时未收到确认时，发送方会假设数据包丢失，会立即重传该数据包，而不是等待超时。
同时，发送方也会将慢启动门限值设为当前拥塞窗口的一半，并直接进入拥塞避免状态，以加快恢复速度。
4. 拥塞检测：当网络发生拥塞时，接收方会根据接收到的乱序报文段来判断网络是否出现了拥塞。
如果发现有报文段丢失，则发送一个重复确认报文段给发送方，以触发发送方进行拥塞避免。
总结起来，TCP协议的拥塞控制策略通过慢启动、拥塞避免、快速重传与快速恢复以及拥塞检测等机制来动态地调整发送速率，以避免网络拥塞并提高网络性能。
深入理解TCP协议及其源代码-拥塞控制算法分析
深⼊理解TCP协议及其源代码-拥塞控制算法分析这是我的第五篇博客，鉴于前⾯已经有很多⼈对前四个题⽬如三次握⼿等做了很透彻的分析，本博客将对拥塞控制算法做⼀个介绍。
⾸先我会简要介绍下TCP协议，其次给出拥塞控制介绍和源代码分析，最后结合源代码具体分析拥塞控制算法。
⼀、TCP协议1.TCP协议产⽣背景：互联⽹络与单个⽹络有很⼤的不同，因为互联⽹络的不同部分可能有截然不同的拓扑结构、带宽、延迟、数据包⼤⼩和其他参数，且不同主机的应⽤层之间经常需要可靠的、像管道⼀样的连接，但是IP层不提供这样的流机制，⽽是提供不可靠的包交换。
2.TCP是能够动态地适应互联⽹络的这些特性，⽽且具备⾯对各种故障时的健壮性，且能够在不可靠的互联⽹络上提供可靠的端到端字节流⽽专门设计的⼀个传输协议。
3.TCP作⽤原理过程：应⽤层向TCP层发送⽤于⽹间传输的、⽤8位字节表⽰的数据流，然后TCP把数据流分区成适当长度的报⽂段（通常受该计算机连接的⽹络的数据链路层的最⼤传输单元（MTU）的限制）。
之后TCP把结果包传给IP层，由它来通过⽹络将包传送给接收端实体的TCP层。
TCP为了保证不发⽣丢包，就给每个包⼀个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。
然后接收端实体对已成功收到的包发回⼀个相应的确认（ACK）；如果发送端实体在合理的往返时延（RTT）内未收到确认，那么对应的数据包就被假设为已丢失将会被进⾏重传。
TCP⽤⼀个校验和函数来检验数据是否有错误；在发送和接收时都要计算校验和。
4.TCP协议作⽤过程的7个要点：数据分⽚、到达确认、超时重发、滑动窗⼝、失序处理、重复处理、数据校验(具体可参见百度百科对TCP的解释)5.TCP⾸部格式图：⼏个重要参数解释如下：紧急 URG —— 当 URG =1 时，表明紧急指针字段有效。
它告诉系统此报⽂段中有紧急数据，应尽快传送(相当于⾼优先级的数据)。
确认 ACK —— 只有当 ACK = 1 时确认号字段才有效。
TCP系列39—拥塞控制—2、拥塞相关算法及基础知识
TCP系列39—拥塞控制—2、拥塞相关算法及基础知识⼀、拥塞控制的相关算法早期的TCP协议只有基于窗⼝的流控（flow control）机制⽽没有拥塞控制机制，因⽽易导致⽹络拥塞。
1988年Jacobson针对TCP在⽹络拥塞控制⽅⾯的不⾜，提出了“慢启动(Slow Start)”和“拥塞避免(Congestion Avoidance)”算法。
1990年Jacobson⼜做了两个修正。
在这⼆⼗来年的发展过程中，与拥塞控制相关的有四个⽐较重要的版本：TCP Tahoe、TCP Reno、TCP NewReno和TCP SACK。
TCP Tahoe是早期的TCP版本，它包括了3个最基本的算法－“慢启动”、“拥塞避免”和“快速重传(Fast Retransmit)”，但是在Tahoe版本中对于超时重传和快速重传的处理相同，⼀旦发⽣重传就会开始慢启动过程。
TCP Reno则在TCP Tahoe基础上增加了“快速恢复(Fast Recovery)”算法，针对快速重传作出特殊处理，避免了⽹络拥塞不严重时采⽤“慢启动”算法⽽造成过度减⼩发送窗⼝尺⼨的现象。
TCP NewReno对TCP Reno中的“快速恢复”算法进⾏了修正，它考虑了⼀个发送窗⼝内多个数据包丢失的情况。
在Reno版中，发送端收到⼀个新的ack number后就退出“快速恢复” 阶段，⽽在NewReno版中，只有当所有的数据包都被确认后才退出“快速恢复”阶段。
TCP SACK关注的也是⼀个窗⼝内多个数据包丢失的情况，它避免了之前版本的TCP重传⼀个窗⼝内所有数据包的情况，包括那些已经被接收端正确接收的数据包，⽽只是重传那些被丢弃的数据包。
传统的TCP拥塞控制算法主要就由慢启动、拥塞避免、快速重传、快速恢复这4个基础算法组成，这四个基础算法在RFC5681规范中进⾏了描述。
后续我们将会分别对这些拥塞控制相关的算法做介绍，在介绍这些拥塞控制的相关算法之前我们先介绍⼀下拥塞控制中的数据包守恒原则和linux中拥塞控制的背景知识，以⽅便后⾯进⾏更进⼀步的介绍。
TCP协议的性能优化与调优方法总结(一)
TCP协议的性能优化与调优方法总结介绍随着互联网的迅猛发展，TCP协议作为网络传输层的核心协议，扮演着重要的角色。
TCP协议的性能优化与调优对于提高网络传输效率、降低延迟和增强抗拥塞能力具有重要意义。
本文将探讨TCP协议的性能优化与调优方法，帮助读者更好地了解并应用于实际网络环境。
一、拥塞控制算法拥塞控制是TCP协议的一项重要功能，保证网络的稳定和公平性。
常见的拥塞控制算法包括慢启动、拥塞避免和快速重传等。
1. 慢启动：TCP连接建立时，发送端发送的数据量逐渐增加，以逐步探测网络的拥塞情况。
可以通过调整初始拥塞窗口大小和指数增长倍数来优化慢启动算法。
2. 拥塞避免：在慢启动阶段结束后，进入拥塞避免状态。
此时，TCP发送端发送的数据量按线性方式递增。
可以通过调整拥塞窗口大小和增长因子来优化拥塞避免算法。
3. 快速重传：当发送端接收到连续的重复ACK时，认为网络发生了丢包，立即进行重传。
通过优化重传次数和时间间隔，可以提高TCP 协议的性能。
二、流量控制技术流量控制是TCP协议的另一个重要功能，用于避免发送端的数据过载接收端。
常见的流量控制技术包括滑动窗口和延迟确认等。
1. 滑动窗口：滑动窗口是TCP协议用于控制发送端发送数据量的一种机制。
通过调整窗口大小和滑动窗口的起始位置，可以优化TCP 的流量控制效果。
2. 延迟确认：TCP协议中，接收端接收到数据后并不立即发送确认ACK，而是等待一定时间再发送。
通过调整延迟确认时间，可以减少网络中的ACK数量，提高网络传输效率。
三、拥塞避免方法拥塞避免是保证TCP协议性能的关键，以下是常见的拥塞避免方法：1. 拥塞窗口调整：当网络出现拥塞时，TCP发送端通过减小拥塞窗口来避免进一步的拥塞。
可以通过调整窗口减小的速率和阈值来优化拥塞窗口调整方法。
2. 动态重传超时参数调整：TCP协议中定义了重传超时时间，用于探测丢包并进行重传。
通过调整重传超时时间的算法和参数，可以提高TCP协议的传输效率和侦测丢包的准确性。
79、TCP四大拥塞控制算法总结？（极其重要）
79、TCP四⼤拥塞控制算法总结？（极其重要）四⼤算法拥塞控制主要是四个算法：1）慢启动，2）拥塞避免，3）拥塞发⽣，4）快速恢复。
这四个算法不是⼀天都搞出来的，这个四算法的发展经历了很多时间，到今天都还在优化中。
慢热启动算法 – Slow Start所谓慢启动，也就是TCP连接刚建⽴，⼀点⼀点地提速，试探⼀下⽹络的承受能⼒，以免直接扰乱了⽹络通道的秩序。
慢启动算法：1) 连接建好的开始先初始化拥塞窗⼝cwnd⼤⼩为1，表明可以传⼀个MSS⼤⼩的数据。
2) 每当收到⼀个ACK，cwnd⼤⼩加⼀，呈线性上升。
3) 每当过了⼀个往返延迟时间RTT(Round-Trip Time)，cwnd⼤⼩直接翻倍，乘以2，呈指数让升。
4) 还有⼀个ssthresh（slow start threshold），是⼀个上限，当cwnd >= ssthresh时，就会进⼊“拥塞避免算法”（后⾯会说这个算法）拥塞避免算法 – Congestion Avoidance如同前边说的，当拥塞窗⼝⼤⼩cwnd⼤于等于慢启动阈值ssthresh后，就进⼊拥塞避免算法。
算法如下：1) 收到⼀个ACK，则cwnd = cwnd + 1 / cwnd2) 每当过了⼀个往返延迟时间RTT，cwnd⼤⼩加⼀。
过了慢启动阈值后，拥塞避免算法可以避免窗⼝增长过快导致窗⼝拥塞，⽽是缓慢的增加调整到⽹络的最佳值。
拥塞发⽣状态时的算法⼀般来说，TCP拥塞控制默认认为⽹络丢包是由于⽹络拥塞导致的，所以⼀般的TCP拥塞控制算法以丢包为⽹络进⼊拥塞状态的信号。
对于丢包有两种判定⽅式，⼀种是超时重传RTO[Retransmission Timeout]超时，另⼀个是收到三个重复确认ACK。
超时重传是TCP协议保证数据可靠性的⼀个重要机制，其原理是在发送⼀个数据以后就开启⼀个计时器，在⼀定时间内如果没有得到发送数据报的ACK报⽂，那么就重新发送数据，直到发送成功为⽌。
TCP拥塞控制Tahoe,Reno,NewReno与SACK算法概述与比较
Slow Start/Congestion Avoidance Example
Assume that ssthresh = cwnd = 1
8
cwnd = 2
只有拥塞控制的前三部分,没有快速恢复。 正如RFC793所要求的，Tahoe采用了递增式肯定重传策略和
"go-back-n"模型（滑动窗口算法）。 在不清楚网络环境的情况下向网络传送数据，要求TCP缓慢
地探测网络以确定可用带宽，以避免突然传送大量数据而 使网络拥塞。
为达此目的，在传送开始时，采用了慢启动机制，这个机 制在修复了由重发定时器探测到的数据丢失之后也被采用。
increase decrease
Additive increase, multiplicative decrease aI>0, bI=1, aD=0, 0<bD<1
How to start? Implicit congestion signal
Loss Need to send packets to detect congestion Must reconcile（一致） with AIMD How to maintain equilibrium（均衡）? Use ACK: send a new packet only after you receive an ACK. Maintain number of packets in network “constant”
Delay
Throughput
knee
cliff
packet loss
congestion collapse
Load
Load
Congestion Control vs. Congestion Avoidance
TCP的拥塞控制
TCP的拥塞控制1.引⾔计算机⽹络中的带宽、交换结点中的缓存和处理机等，都是⽹络的资源。
在某段时间，若对⽹络中某⼀资源的需求超过了该资源所能提供的可⽤部分，⽹络的性能就会变坏。
这种情况就叫做拥塞。
拥塞控制就是防⽌过多的数据注⼊⽹络中，这样可以使⽹络中的路由器或链路不致过载。
拥塞控制是⼀个全局性的过程，和流量控制不同，流量控制指点对点通信量的控制。
2.慢开始与拥塞避免发送⽅维持⼀个叫做拥塞窗⼝cwnd（congestion window）的状态变量。
拥塞窗⼝的⼤⼩取决于⽹络的拥塞程度，并且动态地在变化。
发送⽅让⾃⼰的发送窗⼝等于拥塞窗⼝，另外考虑到接受⽅的接收能⼒，发送窗⼝可能⼩于拥塞窗⼝。
慢开始算法的思路就是，不要⼀开始就发送⼤量的数据，先探测⼀下⽹络的拥塞程度，也就是说由⼩到⼤逐渐增加拥塞窗⼝的⼤⼩。
这⾥⽤报⽂段的个数的拥塞窗⼝⼤⼩举例说明慢开始算法，实时拥塞窗⼝⼤⼩是以字节为单位的。
如下图：当然收到单个确认但此确认多个数据报的时候就加相应的数值。
所以⼀次传输轮次之后拥塞窗⼝就加倍。
这就是乘法增长，和后⾯的拥塞避免算法的加法增长⽐较。
为了防⽌cwnd增长过⼤引起⽹络拥塞，还需设置⼀个慢开始门限ssthresh状态变量。
ssthresh的⽤法如下：当cwnd<ssthresh时，使⽤慢开始算法。
当cwnd>ssthresh时，改⽤拥塞避免算法。
当cwnd=ssthresh时，慢开始与拥塞避免算法任意。
拥塞避免算法让拥塞窗⼝缓慢增长，即每经过⼀个往返时间RTT就把发送⽅的拥塞窗⼝cwnd加1，⽽不是加倍。
这样拥塞窗⼝按线性规律缓慢增长。
⽆论是在慢开始阶段还是在拥塞避免阶段，只要发送⽅判断⽹络出现拥塞（其根据就是没有收到确认，虽然没有收到确认可能是其他原因的分组丢失，但是因为⽆法判定，所以都当做拥塞来处理），就把慢开始门限设置为出现拥塞时的发送窗⼝⼤⼩的⼀半。
然后把拥塞窗⼝设置为1，执⾏慢开始算法。
基于丢包和网络测量的TCP拥塞控制算法研究综述
DCWRadio Wave Guard电波卫士基于丢包和网络测量的TCP拥塞控制算法研究综述摘要：拥塞控制一直是网络通信领域的重要研究课题，它可以避免因网络拥塞而导致的传输质量严重下降，同时确保网络带宽的高效利用。
TCP在互联网的发展过程中扮演着不可或缺的重要的角色，是实现网络拥塞控制的重要途径。
随着互联网技术的发展，提出了多种TCP拥塞控制算法，其中基于丢包和网络测量两类算法最为典型。
文章梳理了TCP拥塞控制算法的发展历程，并详细分析了基于丢包和基于网络测量两类算法的原理及优缺点。
关键词：计算机网络；TCP协议；拥塞控制；基于丢包；基于网络测量doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2022.04.004中图分类号：TP 3 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2022）04-0009-04Abstract: Congestion control has always been an important research topic in the field of network communication. It can avoid the serious reduction in transmission quality caused by the network congestion and ensure the efficient bandwidth utilization. TCP plays an indispensable role in the development of the Internet. It is also an important way to realize network congestion control. With the development of the Internet technology, a variety of TCP congestion control algorithms have been proposed, among which two typical kinds of algorithms include packet loss and network measurement. This paper describes the development history of TCP congestion control algorithms, and analyzes the principles, advantages and disadvantages of two kinds of algorithms, i.e., packet loss-based and network measurement-based, in details.Key words: computer network; TCP protocol; congestion control; packet loss-based; network measurement-basedLI Yinghua, CUI Jiarong(State Radio Monitoring Center, Beijing 100037, China)李英华，崔佳荣通信作者（国家无线电监测中心，北京 100037）Overview of TCP Congestion Control Algorithm Basedon Packets Loss and Network Measurement0 引言随着智能手机和移动互联网的飞速发展，不仅给社会各行各业带来了新的发展机遇，而且通过网络传递的信息流量也变得极其巨大，当信息流量超过网络中部分传输线路的承载能力时，随之而来的问题就是越来越严重的网络拥塞问题。
tcp的拥塞控制机制
tcp的拥塞控制机制TCP的拥塞控制机制是指在网络传输过程中，通过一系列算法和控制策略来避免网络拥塞和保持网络的稳定性。
本文将从TCP拥塞控制机制的基本原理、具体算法以及应用场景等方面进行介绍和分析。
一、TCP拥塞控制机制的基本原理TCP拥塞控制机制的基本原理是通过检测网络拥塞的程度，并根据检测结果采取相应的控制策略来调整数据的发送速率，以保持网络的稳定性和可靠性。
其基本原理包括以下几个方面：1.1 慢启动：当TCP连接刚建立时，发送方将初始拥塞窗口设置为一个较小的值，然后随着时间的推移逐渐增加发送窗口的大小，以逐步探测网络的容量。
这样可以避免在网络刚启动时出现大量数据的拥塞。
1.2 拥塞避免：一旦网络出现拥塞，TCP发送方将根据网络的拥塞程度来调整发送窗口的大小。
具体而言，TCP发送方会根据网络丢包的情况来判断网络拥塞的程度，并相应地减小发送窗口的大小，以降低数据的发送速率。
1.3 快速重传和快速恢复：当TCP发送方检测到丢包时，它会立即重传丢失的数据包，而不是等待超时后再进行重传。
此外，TCP发送方还会根据收到的重复确认来判断网络的拥塞情况，并相应地调整发送窗口的大小，以快速恢复数据的发送速率。
二、TCP拥塞控制算法TCP拥塞控制机制主要通过以下几种算法来实现：2.1 慢启动算法：慢启动算法通过逐渐增加发送窗口的大小来控制数据的发送速率，以避免在网络启动时出现拥塞。
具体而言，慢启动算法将初始拥塞窗口设置为一个较小的值，然后每经过一个往返时间（RTT），发送窗口的大小就翻倍，直到达到一个阈值。
2.2 拥塞避免算法：拥塞避免算法主要通过线性增加发送窗口的大小来控制数据的发送速率，以避免网络拥塞。
具体而言，拥塞避免算法将发送窗口的大小每经过一个RTT就增加一个MSS大小，直到达到一个阈值。
2.3 快速重传算法：快速重传算法主要通过接收到的重复确认来判断网络的拥塞情况，并及时重传丢失的数据包，以提高数据的传输效率。
tcp拥塞控制的四种算法
tcp拥塞控制的四种算法
慢开始，拥塞避免，快重传，快恢复
1.开始时发送⽅cwnd=1，发送报⽂段M1，如果收到确认M1，那么此时增⼤cwnd=2，并发送M2，M3
2.要注意，发送⽅每收到⼀个确认报⽂段，cwnd*2（不包括缺失重传的确认）
也就是说，每经过⼀个传输伦次（RTT时间），cwnd加倍。
但是，为了防⽌拥塞窗⼝cwnd增长过⼤⽽引起⽹络拥塞，设置⼀个慢开始门限ssthresh。
1.当cwnd<ssthresh，使⽤上述的慢开始算法
2.当cwnd>ssthresh，停⽌使⽤慢开始，使⽤拥塞避免算法
3.当cwnd==ssthresh，两者都可以使⽤
1.乘法减⼩：也就是说，当拥塞避免算法增长到拥塞后，我们更新ssthresh=24/2=12，之后再重新执⾏之前的两个算法。
乘法减⼩，指的就是ssthresh减半
2.加法增⼤：指的是，开始执⾏拥塞避免算法之后，cwnd线性的进⾏增长，防⽌很快就遇到⽹络拥塞状态
重传与回复
https:///qq_41431406/article/details/97926927。
无线网络TCP拥塞控制算法研究综述
无线网络TCP拥塞控制算法研究综述陈金超;谢东亮【摘要】随着WiFi,3G网络和无线设备的普及,无线通信传输数据亮不断增加。
对无线网络数据传输的性能要求也不断加大。
TCP作为现今internet网络主要传输控制协议之一，在IP层基础上为应用层提供面向连接的、可靠的数据传输服务。
TCP在有线网络中已经证明可以取得良好的传输性能，然而在无线网络中(蜂窝网络、Ad hoc网络和卫星网络等)由于无线信道具有高衰减、高比特误码率的特点等因素导致TCP传输性能衰弱。
目前国内外学者已经提出了各种不同的方法来提高无线网络中 TCP性能，本文着重讨论在蜂窝网络、wifi 网络下提升无线 TCP 性能的解决方案，对比标准 TCP协议，分析造成无线网络TCP性能下降的主要原因以及各无线网络TCP解决方案的性能。
%With the popularity of WiFi/3G network and wireless devices, wireless transmission is increasing. TCP is one of the core protocols of the Internet protocol suiteand provides a reliable data transmission service to the application layer. TCP has been optimized for wired networks. However, the Performance of TCP decrease in wireless network due to fad-ing, shadowing, hand off, and other radio effects, that cannot be considered congestion. This article focuses on the perfor-mance of wireless TCP in a cellular network and WiFi network, compared to standard TCP protocol, analyses the reason of TCP performance degradation in wireless network and introduces existing solutions that enhancing the performance of TCP wireless.【期刊名称】《软件》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】6页(P82-87)【关键词】无线网络;WiFi;3G;TCP;性能优化【作者】陈金超;谢东亮【作者单位】北京邮电大学网络技术研究院北京 100876;北京邮电大学网络技术研究院北京 100876【正文语种】中文【中图分类】TP393.0随着无线网络和无线设备的普及,无线通信传输数据量愈来愈大。
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也是总结的时候了，写完了TCP的多个经典的拥塞算法，但是由于这方面的优化算法还有很多，没办法能够一一讲完，所以下面对其他的一些比较典型的也进行一个简单的介绍：Fast TCP: Fast TCP由于后来没有对开源界做贡献了，因为作者本人自己创办了公司，把Fast TCP变成了商业产品，所以后续的学术研究就比较少了。
Fast TCP是从
TCP vegas的思想发展而来，利用网络延时进行拥塞判断。
之前讨论过，基于延迟的算法是对整个网络的拥塞控制有好处的，但是和当前的基于丢包的算法来说两者不公平。
所以估计作者后面也做了很多的改进。
ECN：显式拥塞通知，该算法的思想是想借助路由器，因为拥塞的状况中间的路由器是最清楚的，所以让路由器在发现有拥塞现象时在连接的TCP或者IP头里面打上拥塞的标记，让终端自己去根据标记进行处理。
这种思想需要中间所有的路由设备均能支持才能在整个广域网上使用起来，所以推广起来不是那么容易的事情。
目前Win7、Linux均都已支持ECN
标记的处理。
UDT：UDT是一个开源的基于UDP实现的可靠传输协议，对于想知道如何去实现一个可靠的传输协议可以说值得参考。
严格地来说UDT没有对TCP进行优化，不能算是一种TCP
的优化，但是在UDT里面实现的拥塞算法是和UDP或TCP没有关系的，UDT采用的是一种带宽估计的算法，在利用包对进行带宽的探测，然后由接收方把估计的带宽反馈到发送端，发送端的拥塞算法就是把拥塞窗口利用一个函数无限逼近于带宽值，这种思想对于传输的稳定性非常好，因为是一个无限逼近，所以永远不会超过带宽的值，而不是像TCP一样在平衡状态后继续一直往上增大窗口，从而在平衡状态能够维持比较久。
但是缺点也显而易见，带宽的估计不是特别的精确，尤其是在小带宽环境和有丢包的环境下误差有点大，当然我们需要明白作者开发UDT的需求不是为了小带宽和丢包环境的。
很多人都会有一个初步印象就是实现一个类TCP看上去都会是一件很容易的事，不就是加上连接机制，重传机制，定时器机制，序列化机制等就可以保证TCP能够工作了，download 点开源的各种实现或者Linux内核，很快就可以改造出一个自己可用的版本出来。
没错，一个可用的TCP实现确实就这样完成了，但是一个可用的版本和一个高性能版本的TCP实现那差别就远的很了。
该系列的文章已经从TCP的发展进行了描述过逐步引发的一些问题，下面再列举一些问题来说明：
1. 对各种网络环境的适应能力。
现在的各种网络环境都存在不一样的特征，例如有高达Gbps的网络需要超大的传输能力，家用ADSL的小带宽需要保持稳定吞吐能力，卫星网络/跨国网络有着很大的延时和一定的丢包率，3G存在异构的网络，跨运营商的网络有着很大的丢包率(主要是在中国的跨运营商之间)，等等，这些不同的网络环境对TCP算法的挑战性非常大。
2. 对不同应用的适应能力。
有数据备份应用需要大量的文件传输，有对交互延时非常敏感的如RDP/Citrix/网游等应用，有一直只发送小包(发送的包长度小于MSS)的应用，也有不停的发送大包的应用，还有两边同时发送和接收数据的应用。
而一旦实现的不好，就有可能对某些传输应用效果很好，但是对某种特殊的应用就很差，例如TCP的Nagle算法，ACK 回复机制，如何控制突发性，重传算法等。
曾经我就碰到过很多这种问题，因为多传输了一
个包导致多回复了一个ACK，最终造成性能下降1/3，因为突发(尤其是重传时的突发)没有控制好导致500-600KB的带宽却也只能达到100KB的性能。
3. 对连接的友好型和抢占性。
1条TCP连接是否能够有利用完整个带宽的能力，同时上万条连接并发是否有能够足够公平友好，从而充分利用带宽，而不是造成带宽的浪费？否则某些连接速度是快了，但是其他的连接速度就降下来了。
同时抢占过重导致网络中延迟变大，从而交互性应用体验性非常不好。
上述这些问题，把TCP各种机制融合成为了一个整体，任何地方一个小小的改动可能会造成整体性能急剧的下降，测试的工作量也是一个非常复杂的工程。
为了解决这些问题，对于TCP的优化的算法已经多达二十多种，包括公开的、私有的或者专利化的，在维基百科上都可以看到这些算法的列表。
要解决上述各种问题，已经不是简单的拥塞控制对拥塞窗口进行调整可以解决的，需要结合很多其他的方面的信息，例如：
1. 最重要的是要提高重传数据的准确度且尽快地重传已经丢失的包，这两者看上去本身有点矛盾，因为要尽快地重传就有可能造成误判，错误的重传反而浪费原本宝贵的带宽资源。
我尝试过给在丢包环境下每个包都直接重传两遍，这样相当于非常早的进行了重传，但是效果却还不如判断后再重传。
2. 发送数据的平稳性，很多小带宽的网络不能突然间发送过多的数据包，否则很快就会把网络再次陷入拥塞，导致速度比小流量的稳定发送更慢，控制这个发送的突发性值得考虑。
3. 如何判断当前已经达到了最佳值，否则最佳值之后上涨过快可能又会导致网络进入拥塞从而降低吞吐，实际上BICTCP/CUBIC在稳定后的增长速度都是比较快的，否则就又没办法达到高BDP网络的吞吐，所以利用网络带宽估计是一个比较靠谱的反馈，也有不少论文涉及到此方法，实际使用如UDT。