網際網路筆記：TCP 擁塞控制

閱讀此篇前，建議先複習 網際網路筆記：TCP。

在網路傳輸中，TCP 除了提供可靠的資料傳輸，還需要確保網路不會因為過量資料而陷入壅塞——當網路發生壅塞時，就很容易陷入「接收端丟封包->發送端重丟更多封包->封包排隊排更久->接收端丟封包」的惡性循環中，最後變成擁塞崩潰 (Congestion Collapse，1980 年代曾經發生過)。

 

擁塞控制的核心概念

 最後發送Byte - 最後接收Byte <= min(cwnd, rwnd)

•  cwnd: 擁塞控制窗口 (由網路決定)
•  rwnd: 接收端的接收窗口 (由接收端 buffer 決定)

只要有丟包或延遲，TCP 就會認為網路壅塞並降低 cwnd。 

擁塞控制常見機制

• 慢啟動 (Slow Start)
  用於在傳輸開始時，通過指數級增長 cwnd 直到達到慢啟動閾值 (ssthresh)，以此試探出網路負載

• 擁塞避免 (Congestion Avoidance)
  當擁塞窗口達到 ssthresh 後，會從指數增長轉為線性增長，以更平穩地逼近網路

• 快速重傳 (Fast Retransmit)
  在接收到三次重複的 ACK 後(表示資料包遺失)觸發，不必等到計時器過期才重傳

• 快速恢復 (Fast Recovery)
  在快速重傳後，不進入慢啟動階段的情況下，快速調整 cwnd

下面的圖片可以更好理解這四個機制的運作情形 

  (圖片 reference)

                                                                                                                                           

總之，TCP 擁塞控制的精髓在於動態調整 cwnd，這套機制讓 TCP 在「傳輸效率」與「網路公平性」之間取得平衡。

 

Reference 

維基百科：TCP

網際網路期末考筆記