今日总结 （TCP拥塞控制总结）

所学时间：130min
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所学的知识点：
今天我们对于之前学习了TCP的拥塞控制，之前学习的流量控制是防止过多的数据注入到网络中，以防止网络中
的路由器或链路不至于过载，对于这种我们采用的是闭环控制，而不采用开环控制：事先将发生拥塞的有关因素
考虑周到，中途不需要进行修改。
其中主要呢是对拥塞控制方法：慢开始、拥塞避免、快开始、快恢复。
主要是发送方维持一个叫做拥塞窗口cwnd的状态变量，四种拥塞控制方法，是对发送报文段时，超时时或者重复
确认时我们需要采用那种解决方法。
1.慢开始（Slow Start）
原理：在连接建立时，发送方的拥塞窗口（cwnd，Congestion Window）初始值通常为一个最大报文段长度（MSS，Maximum Segment Size）。每收到一个确认（ACK），拥塞窗口就增加一个 MSS 大小。发送方按照拥塞窗口的大小发送数据，随着确认的不断到达，拥塞窗口呈指数增长。例如，初始 cwnd = 1MSS，收到第一个 ACK 后，cwnd
= 2MSS；收到接下来的 ACK 后，cwnd = 4MSS 。
作用：避免在网络初始阶段发送大量数据而导致网络拥塞，逐步探测网络的承载能力。
阈值（ssthresh，Slow Start Threshold）：为了防止拥塞窗口增长过大，引入了慢开始门限。当拥塞窗口达到慢开始门限时，就会进入拥塞避免阶段。

2. 拥塞避免（Congestion Avoidance）
   原理：当拥塞窗口（cwnd）达到慢开始门限（ssthresh）后，进入拥塞避免阶段。在这个阶段，每收到一个 ACK，拥塞窗口增加 1/cwnd 个 MSS。例如，当 cwnd = ssthresh 时，收到一个 ACK，cwnd = cwnd + 1/cwnd * MSS。拥塞窗口呈线性增长，而不是像慢开始阶段那样指数增长。
   作用：在网络已经处于一定负载的情况下，缓慢增加发送的数据量，维持网络的稳定运行，避免拥塞的发生。
   拥塞检测：当出现超时（即发送的数据在规定时间内未收到 ACK）时，认为网络出现了拥塞。此时，ssthresh 会被设置为当前 cwnd 的一半，cwnd 会被重置为 1 个 MSS，然后重新进入慢开始阶段。

3. 快重传（Fast Retransmit）
   原理：当接收方发现某一个报文段丢失时，会立即发送重复确认（即对已收到的、但后面出现丢失的数据的前一个报文段的确认）。发送方只要收到 3 个重复确认，就会立即重传丢失的报文段，而不需要等待超时。例如，发送方发送了报文段 1、2、3、4，其中报文段 3 丢失，接收方收到 1、2、4 后，会多次发送对 2 的确认。当发送方收到 3 个对 2 的重复确认时，就会重传 3。
   作用：快速恢复丢失的报文段，提高网络的传输效率，减少因等待超时导致的网络性能下降。
   特点：快重传没有像超时那样大幅降低发送方的发送速率，只是快速重传丢失的报文段，保持了网络数据的连续性。

4. 快恢复（Fast Recovery）
   原理：在快重传之后，执行快恢复算法。此时，ssthresh 会被设置为当前 cwnd 的一半，cwnd 会被设置为 ssthresh 加上 3 倍的 MSS（因为已经收到了 3 个重复确认，说明有 3 个报文段已经离开了网络）。然后进入拥塞避免阶段，cwnd 呈线性增长。
   作用：在快速重传丢失报文段后，快速调整拥塞窗口大小，恢复网络的正常传输，避免像慢开始那样重新从较小的拥塞窗口开始发送数据，提高了网络的利用率。
   与慢开始的区别：快恢复是在快重传之后执行，没有将拥塞窗口直接重置为 1 个 MSS，而是保持了一定的发送速率，更能适应网络的变化。

综上所述，TCP 的慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复机制相互配合，根据网络的实际情况动态调整发送方的发送速率，在保证网络不发生拥塞的前提下，尽可能提高网络的传输效率。