1.1. TCP拥塞控制
拥塞控制是作用于网络的，防止过多的数据包注入到网络中，避免出现网络负载过大的情况。它的目标主要是最大化利用网络上瓶颈链路的带宽。它跟流量控制又有什么区别呢？流量控制是作用于接收者的，根据接收端的实际接收能力控制发送速度，防止分组丢失的。
我们可以把网络链路比喻成一根水管，如果我们想最大化利用网络来传输数据，那就是尽快让水管达到最佳充满状态。
发送方维护一个拥塞窗口cwnd（congestion window） 的变量，用来估算在一段时间内这条链路（水管）可以承载和运输的数据（水）的数量。它大小代表着网络的拥塞程度，并且是动态变化的，但是为了达到最大的传输效率，我们该如何知道这条水管的运送效率是多少呢？
一个比较简单的方法就是不断增加传输的水量，直到水管快要爆裂为止（对应到网络上就是发生丢包），用 TCP 的描述就是：
只要网络中没有出现拥塞，拥塞窗口的值就可以再增大一些，以便把更多的数据包发送出去，但只要网络出现拥塞，拥塞窗口的值就应该减小一些，以减少注入到网络中的数据包数。
实际上，拥塞控制主要有这几种常用算法
- 慢启动
- 拥塞避免
- 拥塞发生
- 快速恢复
1.1.1. 慢启动算法
慢启动算法，表面意思就是，别急慢慢来。它表示TCP建立连接完成后，一开始不要发送大量的数据，而是先探测一下网络的拥塞程度。由小到大逐渐增加拥塞窗口的大小，如果没有出现丢包，每收到一个ACK，就将拥塞窗口cwnd大小就加1（单位是MSS）。每轮次发送窗口增加一倍，呈指数增长，如果出现丢包，拥塞窗口就减半，进入拥塞避免阶段。
- TCP连接完成，初始化cwnd = 1，表明可以传一个MSS单位大小的数据。
- 每当收到一个ACK，cwnd就加一;
- 每当过了一个RTT，cwnd就增加一倍; 呈指数让升
为了防止cwnd增长过大引起网络拥塞，还需设置一个慢启动阀值ssthresh（slow start threshold）状态变量。当cwnd到达该阀值后，就好像水管被关小了水龙头一样，减少拥塞状态。即当cwnd >ssthresh时，进入了拥塞避免算法。
1.1.2. 拥塞避免算法
一般来说，慢启动阀值ssthresh是65535字节，cwnd到达慢启动阀值后
- 每收到一个ACK时，cwnd = cwnd + 1/cwnd
- 当每过一个RTT时，cwnd = cwnd + 1
显然这是一个线性上升的算法，避免过快导致网络拥塞问题。
1.1.3. 拥塞发生
当网络拥塞发生丢包时，会有两种情况：
- RTO超时重传
- 快速重传
如果是发生了RTO超时重传，就会使用拥塞发生算法
- 慢启动阀值sshthresh = cwnd /2
- cwnd 重置为 1
- 进入新的慢启动过程
这真的是辛辛苦苦几十年，一朝回到解放前。其实还有更好的处理方式，就是快速重传。发送方收到3个连续重复的ACK时，就会快速地重传，不必等待RTO超时再重传。
慢启动阀值ssthresh 和 cwnd 变化如下：
- 拥塞窗口大小 cwnd = cwnd/2
- 慢启动阀值 ssthresh = cwnd
- 进入快速恢复算法
1.1.4. 快速恢复
快速重传和快速恢复算法一般同时使用。快速恢复算法认为，还有3个重复ACK收到，说明网络也没那么糟糕，所以没有必要像RTO超时那么强烈。
正如前面所说，进入快速恢复之前，cwnd 和 sshthresh已被更新：
cwnd = cwnd /2
sshthresh = cwnd
然后，真正的快速算法如下：
- cwnd = sshthresh + 3
- 重传重复的那几个ACK（即丢失的那几个数据包）
- 如果再收到重复的 ACK，那么 cwnd = cwnd +1
- 如果收到新数据的 ACK 后, cwnd = sshthresh。因为收到新数据的 ACK，表明恢复过程已经结束，可以再次进入了拥塞避免的算法了。
以上摘自: TCP拥塞控制