TCP 拥塞控制
相关名词
- 滑动窗口
tcp通过滑动窗口进行流量控制，所谓的窗口可以理解为接收端所能提供的缓冲区大小。
TCP是一个滑动窗口协议，即一个TCP连接的发送端在某个时刻能发多少数据是由滑动窗口控制的
- RTT（Round trip time）
表示从发送端到接收端的一去一回需要的时间。
TCP在数据传输过程中会对RTT进行采样（即对发送的数据包及其ACK的时间差进行测量，并根据测量值更新RTT值）
- RTO （Retransmission TimeOut）
发送数据包，启动重传定时器，重传定时器到期所花费的时间
TCP根据得到的RTT值更新RTO值，即Retransmission TimeOut，就是重传间隔，发送端对每个发出的数据包进行计时，如果在RTO时间内没有收到所发出的数据包的对应ACK，则任务数据包丢失，将重传数据。一般RTO值都比采样得到的RTT值要大。
TCP拥塞控制算法
-
BIC(Binary Increase Congestion)
- BIC方法
- 如果发生丢包，窗口大小为W1,要保持线路满载不丢包，则说明实际窗口Wmax应该在当前窗口值W1以下。
- 如果当前窗口值W2没有丢包，则说明实际实际Wmax值应该在当前窗口值以上。
- 何时调整？
- 每收到一个ACK时，便将窗口设置到Wmax和Wmin值的中点，直到持续接近Wmax值。
- 如何突破？
- 当当前窗口值已经达到Wmax值时，说明带宽已经有空闲资源，此时最大带宽可能已经不止Wmax值！
- 如何去寻找新的Wmax值? 丢包! 按照逼近Wmax值的路径倒回去，采用与之对称的方案。
整个BIC过程可以参考如下图
BIC缺陷
-
可以通过上图和下图了解到 如果RTT时间不同，通过BIC算法搜索到的Wmax的时间是不同的，因此带宽就会被RTT短的连接无情的占有。
-
CUBIC（CU-BIC?）
CUBIC相对于BIC解决的就是在探索Wmax的时间公平问题。
如何让寻找Wmax探索曲线跟RTT无关？
很简单。找一条数学上定义的曲线即可！该曲线的曲线方程自变量里没有RTT就好了。
Wmax曲线公示？
\\(f(x)=x^3-x^2+1\\) 类似于BIC窗口探测曲线的公式
所以我们实际上需要确定该1元3次函数的各项参数（\\(f(x)=ax^3+bx^2+cx+d\\)）
CUBIC 公式的建立
-
由上图可知 \\(f(x)=h(x)+Wmax\\) （1）
-
其中
- \\(f(0)=\\beta Wmax\\) （2）
- \\(（）f（2r）=Wmax + \\beta Wmax\\) （3）
- \\(f(r)=Wmax\\) （4）
-
将（2），（3），（4）代入（1）中 可得：
- \\(h(r)=0\\) （5）
- \\(h(0)=(\\beta-1)Wmax\\) （6）
-
由实际情况我们可以合理推算出 h(x) 的一个合理形式 \\(h(x)=a(x-r)^3\\) （7）
- 将（6）式代入到（7）中，得表达式$ r=\\sqrt[3]{\\frac{(1-\\beta)Wmax}a} $ （8）
-
将 （7）（8）式联合代入 （1）中，并将 \\(a\\) 替换成 c 可得 \\(f(x)=c(x-\\sqrt[3]{\\frac{(1-\\beta)Wmax}a} )+Wmax\\)
其中 C 即 CUBIC中的C
CUBIC ：\\(f(x)=c(x-\\sqrt[3]{\\frac{(1-\\beta)Wmax}a} )+Wmax\\)
到这里 我们可以理解到 \\(\\beta\\) 控制了曲线的高度，也就是 最开始的Wmin值，r则控制了从起始窗口到Wmax窗口的时间，这个r和C成反比，C越大 时间越小。
c越大，时间越小参考附图1.
因此，我们可以通过控制 C 和\\(\\beta\\)的值来控制 TCP的高速率传输，而不受 RTT值的影响。
参考博客
附图一
