TCP控制拥塞的四种算法:慢开始,拥塞避免,快重传,快恢复

我们在开始假定:

1:数据是单方向传递,另一个窗口只发送确认.
2: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.

一:慢开始算法和拥塞避免算法

发送方会维持一个拥塞窗口,刚开始的拥塞窗口和发送窗口相等,一般开始均设置1,然后我们每收到一个确认,就让拥塞窗口大小变为原来的两倍,接着发送分组也是原来的两倍,以此类推,当窗口值等于16(慢开始门限),然后我们开始采用”加法增大”的策略,即不在以2倍的方式增加,而是转变为每次加1的方式.直到网络拥塞.我们开始采用”拥塞避免”算法:让新的慢开始门限值变为发生拥塞时候的值的一半,将拥塞窗口置为1,然后让它再次重复,这时一瞬间会将网络中的数据量大量降低.

二:快重传和快恢复算法
快重传可以提高网络的吞吐量而快恢复算法相当于拥塞避免算法的后半恢复部分的优化.
假设以下情况:如果在发送方设置的超时定时器到时间还没有收到确认,那么有一种可能是网络发生堵塞,这种情况下,tcp会将拥塞窗口置为一,新的门限值变为发生阻塞时的一半并且开始执行慢开始算法.当我们使用快重传的时候,要求接收方接收到一个失序的报文段后就立即发出 重复确认,(目的是让对方早知道有报文段没有到达)

假设发送方发送了M1–M4四个分组,接收方收到了M1和M2,以及M4,这些分组.
现在接收方不能确认M4,因为M3没有收到,此时接收方可以什么都不干,也可以发送对M2的确认,但是快重传算法要求这样做:
接收方应该及时发送对M2的重复确认,这样可以让发送方知道M3并没有被传过来,发送方还会试着发送M5,M6,接收方收到之后,我们会继续发送对M2的确认,这样一共发了好几个对M2的确认,按照规定,只要发送方收到三个重复确认,就立即重传对方未收到的报文段M3.这样可以避免阻塞,并且提高我们网络的吞吐量.

快恢复算法与快重传算法配合使用

• 当发送方收到三个连续确认时,就执行”乘法减小”算法,把”慢开始门限”减半,注意接下来不会执行慢开始算法.
• 由于此时没有发送网络阻塞(要是发生阻塞的话就不会连续收到4个确认),因此此时不执行慢开始算法,并不会将拥塞窗口的值置为1,而是将它置为慢开始门限的一半.然后再实行拥塞避免算法,每次收到确认之后+1.