面试知识库
高 困难

TCP拥塞控制#

一句话答案#

TCP 拥塞控制四个阶段：慢启动（指数增长）→ 拥塞避免（线性增长）→ 快重传（3 个重复 ACK 立即重传）→ 快恢复（窗口减半而非重置），核心原则是 AIMD（加性增、乘性减）。

核心要点

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
plaintext

从 1 MSS 起步是教材模型；RFC 5681 规定初始窗口为 2~4 MSS，RFC 6928 提议扩到 10 MSS，Linux 2.6.39 起默认初始窗口就是 10 MSS。

“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
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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）
plaintext

4. 快恢复（Fast Recovery）#

3 个重复 ACK 后：ssthresh = max(在途数据量/2, 2 MSS)，cwnd = ssthresh + 3 MSS
  （+3 是因为 3 个重复 ACK 说明已有 3 个包离开网络）
快恢复期间每再收到 1 个重复 ACK → cwnd += 1 MSS（窗口膨胀，维持发送）
收到确认新数据的 ACK → cwnd = ssthresh（窗口收缩）→ 进入拥塞避免

对比超时：ssthresh = max(在途数据量/2, 2 MSS), cwnd = 1 MSS
→ 回到慢启动
plaintext

（以上是 RFC 5681 的 Reno 规则；NewReno（RFC 6582）改进了一个窗口内多个丢包时的快恢复，Linux 实际还叠加了 SACK 和 PRR 等机制。）

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 │
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常见算法#

算法特点
Reno经典实现（加入快恢复）
Cubic基于三次函数增长，Linux 默认
BBRGoogle 推出，基于瓶颈带宽和最小 RTT 建模控速；v1（Linux 4.9 合入主线）基本不把丢包当拥塞信号，v2/v3 把丢包和 ECN 也纳入；主线内核至今仍是 v1，v3 需 Google 的树外补丁

面试回答（2分钟版）

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，ssthresh 减半、cwnd 设为 ssthresh 加 3，新数据被确认后 cwnd 回落到 ssthresh 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 算法则以估算的瓶颈带宽和最小 RTT 为主来控制发送速率，不把丢包当作主要拥塞信号（v1 基本不看丢包，v2/v3 也会参考丢包和 ECN）。

追问与易错

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）