谈谈TCP控制那些事( 二 ) _TCP

不过这时候可能会遇到一个问题，假如接收方发送的通知报文，由于某种网络原因，这个报文丢失了，这时候就会引发一个问题：接收方发了通知报文后，继续等待发送方发送数据，而发送方则在等待接收方的通知报文，此时双方会陷入一种僵局。
为了解决这种问题，我们采用了另外一种策略：当发送方收到接受窗口 win = 0 时，这时发送方停止发送报文，并且同时开启一个定时器，每隔一段时间就发个测试报文去询问接收方，打听是否可以继续发送数据了，如果可以，接收方就告诉他此时接受窗口的大小；如果接受窗口大小还是为0，则发送方再次刷新启动定时器。
拥塞控制的算法我们在开始假定：

数据是单方向传递，另一个窗口只发送确认；
接收方的缓存足够大，因此发送方的大小的大小由网络的拥塞程度来决定。

慢开始算法：cwnd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作为拥塞窗口的大小举例说明慢开始算法，实际的拥塞窗口大小是以字节为单位的。
一个传输轮次所经历的时间其实就是往返时间RTT，而且没经过一个传输轮次（transmission round），拥塞窗口cwnd就加倍。
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
注意，这里的“慢”并不是指cwnd的增长速率慢，而是指在TCP开始发送报文段时先设置cwnd=1，然后逐渐增大，这当然比按照大的cwnd一下子把许多报文段突然注入到网络中要“慢得多” 。
拥塞避免算法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（其根据就是没有按时收到确认，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ssthresh设置为出现拥塞时的发送窗口大小的一半（但不能小于2）。然后把拥塞窗口cwnd重新设置为1，执行慢开始算法。这样做的目的就是要迅速减少主机发送到网络中的分组数，使得发生拥塞的路由器有足够时间把队列中积压的分组处理完毕。

拥塞窗口cwnd初始化为1个报文段，慢开始门限初始值为16
执行慢开始算法，指数规律增长到第4轮，即cwnd=16=ssthresh，改为执行拥塞避免算法，拥塞窗口按线性规律增长
假定cwnd=24时，网络出现超时（拥塞），则更新后的ssthresh=12，cwnd重新设置为1，并执行慢开始算法。当cwnd=12=ssthresh时，改为执行拥塞避免算法

乘法减小（Multiplicative Decrease）和加法增大（Additive Increase)
“乘法减小”指的是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，就把慢开始门限ssthresh设置为出现拥塞时的发送窗口大小的一半，并执行慢开始算法，所以当网络频繁出现拥塞时，ssthresh下降的很快，以大大减少注入到网络中的分组数。“加法增大”是指执行拥塞避免算法后，使拥塞窗口缓慢增大，以防止过早出现拥塞。常合起来成为AIMD算法。
注意：“拥塞避免”并非完全能够避免了阻塞，而是使网络比较不容易出现拥塞。
TCP两个重要窗口滑动窗口滑动窗口是接受数据端使用的窗口大小，用来告知发送端接收端的缓存大小，以此可以控制发送端发送数据的大小，从而达到流量控制的目的，对应==>rwnd:接收端窗口（receiver window）
对于流量控制，是一个端对端的概念。由接收端返回的rwnd控制。
拥塞窗口那么对于数据的发送数据端就是拥塞窗口，拥塞窗口不代表缓存，拥塞窗口指某一源端数据流在一个RTT内可以最多发送的数据包数,cwnd:发送端窗口( congestion window ) 。
发送端数据结构为了保证顺序性，每?个包都有?个ID 。在建?连接的时候，会商定起始的ID是什么，然后按照ID?个个发送。为了保证不丢包，对于发送的包都要进?应答，但是这个应答也不是?个?个来的，?是会应答某个之前的ID，表示都收到了，这种模式称为累计确认或者累计应答（cumulative acknowledgment）。为了记录所有发送的包和接收的包，TCP也需要发送端和接收端分别都有缓存来保存这些记录。发送端的缓存?是按照包的ID ?个个排列，根据处理的情况分成四个部分。第?部分：发送了并且已经确认的。这部分就是你交代下属的，并且也做完了的，应该划掉的。第?部分：发送了并且尚未确认的。这部分是你交代下属的，但是还没做完的，需要等待做完的回复之后，才能划掉。第三部分：没有发送，但是已经等待发送的。这部分是你还没有交代给下属，但是?上就要交代的。第四部分：没有发送，并且暂时还不会发送的。这部分是你还没有交代给下属，?且暂时还不会交代给下属的。在TCP?，接收端会给发送端报?个窗?的??，叫Advertised window 。这个窗 ?的??应该等于上?的第?部分加上第三部分，就是已经交代了没做完的加上?上要交代的。超过这个窗?的，接收端做不过来，就不能发送了。于是，发送端需要保持下?的数据结构。