✅介绍下TCP是如何实现拥塞控制的？

典型回答

拥塞(sè)控制是网络传输中的一种机制，旨在防止网络资源过载和性能下降。它通过控制发送方的数据传输速率，来避免网络中的节点（如路由器、交换机等）过载，确保网络高效、可靠地传输数据。

网络拥塞发生在网络中有过多的数据包在同一时间涌入，超过了网络节点（例如路由器）的处理能力。拥塞会导致数据包丢失、传输延迟增加，甚至网络完全瘫痪。拥塞控制的目的是在不造成严重丢包和拥塞的情况下，调整发送方的发送速率，使数据流量适应当前网络状况。

TCP通过四种主要机制来实现网络拥塞控制，分别是慢启动、拥塞避免、快重传和快恢复。

慢启动和拥塞避免

慢启动：在TCP刚连接好，开始发送TCP报文段时。或网络发生拥塞后，TCP会从比较小的发送速率开始。慢启动机制逐步增加拥塞窗口（Congestion Window，简称cwnd），即发送方每次可以发送的最大数据量，以避免瞬时向网络注入过多数据。

• 初始时，cwnd通常设为1个MSS（最大报文段大小）。
• 每收到一个ACK，cwnd增加1个MSS。
• 通过指数级增长，慢启动会迅速增加发送速率，直到达到阈值（ssthresh）或发生丢包。

拥塞避免：当cwnd达到慢启动阈值（ssthresh）后，TCP进入拥塞避免阶段。此时，数据发送速率的增长变为线性，以更小的步伐增加，避免引发拥塞。

• 每个往返时间（RTT）中，cwnd只增加1个MSS，而不是每个ACK都增加。

快重传和快恢复

快重传和快恢复算法是对慢开始和拥塞避免算法的改进。TCP不依赖超时来检测数据包是否丢失，而是通过冗余ACK（即多个重复的ACK）来判断数据包是否丢失。当发送方收到三个连续的相同ACK时，它会立即重传该丢失的数据包，而不必等待超时。这就是快重传

重复ACK？

为啥可以用重复ACK来识别出数据包丢失呢？

举个例子你就明白了。

• 假设发送方发送了包1, 2, 3, 4, 5。
• 包2丢失了，而包3, 4, 5成功到达接收方。
• 接收方只能确认收到包1，因此它会对每一个后续数据包（3, 4, 5）都发送对包1的ACK（即重复ACK）。

(下图是我从网上找到的一张图，描述了上述过程）

所以，当发送方收到三个相同的ACK时，它就可以合理地推断出包**2**已经丢失，而不需要等待超时。通过这种方式，TCP能更快速地检测和恢复丢包，减少数据重传的延迟。

在快重传机制下，TCP检测到丢包时，不进入慢启动阶段，而是直接进入快恢复机制。

• 快恢复的过程是，将ssthresh设置为cwnd的一半，同时将cwnd设为ssthresh加上三个MSS（对应三次重复ACK）。
• 之后，TCP继续以线性增长的方式调整发送窗口，直到恢复正常的传输速率。

原文: https://www.yuque.com/hollis666/xkm7k3/hycerreua968mwip