擁塞控制機制解讀

主機A給主機B傳輸資料包的時候，如果主機A遲遲沒有收到主機B反饋的ACK，那麼主機A就會認為它傳送的資料包丟失了，進而重新傳輸這個丟失的資料包。然而實際情況有可能是，此時太多主機正在使用通道資源，導致網路擁塞了，A傳送的資料包被堵在了半路，遲遲沒有到達B。這個時候A誤認為是發生了丟包情況，而重新傳輸這個資料包。結果就是不僅浪費了通道資源，還會使網路更加擁塞。因此，需要進行擁塞控制來緩解這種情況。

A與B建立連線之後，就可以向B傳送資料了，然而這個時候A並不知道此時的網路擁塞情況如何，也就是說，A不知道一次性連續傳送多少個數據包好，把A一次性連續傳送多少個數據包稱之為擁塞視窗，用N代表此時擁塞視窗的大小吧。

為了探測網路的擁塞情況，採取以下兩種策略：

1、先發送一個數據包試探下，如果該資料包沒有發生超時事件(也就是沒有丟包)。那麼下次傳送時就傳送2個，如果還是沒有發生超時事件，下次就傳送3個，以此類推，即N = 1, 2, 3, 4, 5.....

2、一個一個增加實在是太慢了，所以可以剛開始傳送1個，如果沒有發生超時時間，就傳送2個，如果還是沒有傳送超時事件就傳送4個，接著8個...，用翻倍的速度類推,即 N = 1, 2, 4, 8, 16...

無論是第一種方法還是第二種方法，最後都會出現瓶頸值。不過這裡值得注意的是，第一種情況的增長速率確實有點慢，但是第二種情況以指數增長，增長速度有點太快了，可能一下子就到瓶頸值了。

為了解決這個過慢或過快的問題，把第一種方法和第二種方法結合起來。也就是說，剛開始可以以指數的速度增長，增長到某一個值，把這個值稱之為閾值吧，用變數ssthresh代替。當增長到閾值時，就不在以指數增長了，而是一個一個線性增長。

所以最終的策略是：前期指數增長，到達閾值之後，就以一個一個線性的速度來增長。

把指數增長階段稱之為慢啟動 ，線性增長階段稱之為擁塞避免。

無論是指數增長還是一個一個增長，最終肯定會出現超時事件，總不可能無限增長吧。當出現超時事件時，就認為此時網路出現了擁塞了，不能再繼續增長了。我們就把這個時候的N的值稱之為瓶頸值吧，用MAX這個字母來代替吧，即最大值。

當到達最大值之後採取的策略是這樣的：

回到最初的狀態，也就是說從1，2，4，8.....開始,不過這個時候還會把ssthresh調小，調為MAX值的一半，即ssthresh = MAX / 2。

超時事件傳送就一定是網路出現了擁堵嗎？其實也有可能不是出現了網路擁堵，有可能是因為某個資料包出現了丟失或者損害了，導致了這個資料包超時事件發生了。

為了防止這種情況，通過冗餘ACK來處理。我們都知道，資料包是有序號的，如果A給B傳送M1, M2, M3, M4, M5...N個數據包，如果B收到了M1, M2, M4....卻始終沒有收到M3，這個時候就會重複確認M2，意在告訴A,M3還沒收到，可能是丟失了。

當A連續收到了三個確認M2的ACK，且M3超時事件還沒發生。A就知道M3可能丟失了，這個時候A就不必等待M3設定的計時器到期了，而是快速重傳M3。並且把ssthresh設定為MAX的一半，即ssthresh = MAX/2，但是這個時候並非把控制視窗N設定為1，而是讓N = ssthresh，N再一個一個增長。

把這種情況稱之為快速恢復 。而這種具有快速恢復的TCP版本稱之為TCP Reno。

還有另外一種TCP版本，無論是收到三個相同的ACK還是發生超時事件，都把擁塞視窗的大小設為1，從最初狀態開始，這種版本的TCP我們稱之為TCP Tahoe。