TCP拥塞控制#

核心变量#

• cwnd（拥塞窗口）：发送方维护，控制发送速率
• ssthresh（慢启动阈值）：慢启动和拥塞避免的分界线
• 发送窗口 = min(cwnd, rwnd)

1. 慢启动（Slow Start）#

cwnd 从 1 MSS 开始，每收到一个 ACK → cwnd += 1
效果：每个 RTT cwnd 翻倍（指数增长）
当 cwnd >= ssthresh → 进入拥塞避免

“慢”是相对于一次性发全部窗口，实际增长是指数级。

2. 拥塞避免（Congestion Avoidance）#

cwnd >= ssthresh 后：每个 RTT → cwnd += 1 MSS（线性增长）
直到检测到丢包

3. 快重传（Fast Retransmit）#

收到 3 个重复 ACK → 立即重传丢失的包（不等超时定时器）

4. 快恢复（Fast Recovery）#

3 个重复 ACK 后：ssthresh = cwnd/2, cwnd = ssthresh + 3
→ 进入拥塞避免

对比超时：ssthresh = cwnd/2, cwnd = 1
→ 回到慢启动

区别： 3 重复 ACK → 网络还行只是丢了部分 → 减半。超时 → 可能严重拥塞 → 重置。

状态转换#

              cwnd < ssthresh           cwnd >= ssthresh
              ┌─────────┐              ┌──────────┐
              │ 慢启动    │─────────────→│ 拥塞避免  │
              │ 指数增长  │              │ 线性增长  │
              └────┬────┘              └────┬─────┘
                   │                        │
          超时丢包 │              3个重复ACK │
       cwnd=1     │          cwnd=cwnd/2   │
       回到慢启动  │          快恢复→拥塞避免 │

常见算法#

TCP 拥塞控制的目标是防止发送方把网络打满，核心思想是 AIMD 即加性增乘性减。发送方维护一个拥塞窗口 cwnd，实际发送量取 cwnd 和接收方通告窗口 rwnd 的最小值。拥塞控制分四个阶段协同工作：慢启动阶段 cwnd 从 1 个 MSS 开始每收到一个 ACK 就加 1，效果是每个 RTT 翻倍呈指数增长，虽然叫”慢”但增长其实很快。当 cwnd 达到慢启动阈值 ssthresh 后进入拥塞避免阶段，改为每个 RTT 只加 1 个 MSS 做线性增长，试探网络容量。如果检测到丢包，处理策略取决于丢包信号：收到 3 个重复 ACK 触发快重传立即重传丢失的包，然后进入快恢复将 ssthresh 和 cwnd 都减半再线性增长，因为 3 个重复 ACK 说明网络还能通只是丢了部分；如果是超时则认为网络严重拥塞，ssthresh 减半但 cwnd 直接重置为 1 回到慢启动。Linux 默认使用 Cubic 算法基于三次函数增长，Google 的 BBR 算法则不依赖丢包而是基于带宽和 RTT 估算来控制发送速率。

追问方向：

• “慢启动为什么叫’慢’？”→ 相比一次发全部窗口，从 1 开始是”慢”的
• “拥塞控制和流量控制的区别？”→ 流量控制保护接收方（rwnd），拥塞控制保护网络（cwnd）

易错点：

• ❌ “慢启动增长很慢”——指数增长其实很快
• ❌ “丢包就回到慢启动”——3 重复 ACK 是快恢复（减半），超时才是慢启动（重置）