面试官：请说一下，TCP的拥塞控制是如何实现的？

流量控制是避免发送方的数据填满接收方的缓存。但计算机网络一般都处在一个共享的环境，因此也有可能会因为其他主机之间的通信使得网络拥堵。在网络出现拥堵时，如果继续发送大量数据包，可能会导致数据包丢失或者时延增大，这时TCP就会重传数据，而一重传就会导致网络的负担更重，于是会导致更大的延迟和更多的丢包。

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TCP的拥塞控制机制可以根据网络链路的实时状态，自动调整发送速度，降低发送的数据量，从而避免发送方的数据填满整个网络。

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TCP通过拥塞窗口来约束发送速度，拥塞窗口跟接收窗口类似，同样规定了发送方此刻能够发送出去的字节数，只不过它是通过评估网络链路的拥塞程度，并由一定的算法计算而来的。发送方的发送窗口大小由接收窗口和拥塞窗口共同决定，取拥塞窗口和接收窗口中的最小值。

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TCP通过慢启动、拥塞避免、拥塞发生和快速恢复四种算法来进行拥塞控制。

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1、慢启动

TCP连接刚建立时，对网络链路的运行状况一无所知，慢启动就是TCP启动后的发送速度慢慢的进行提速，便于感知网络的状况。

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慢启动算法将拥塞窗口cwnd初始化为1，然后每收到一个ACK，cwnd就会加 1，假设每个报文段都会回复ACK确认，在没有丢包的情况下，第一个分组被确认后，cwnd就变成了2，接下来，TCP可以发送2个报文段。如果这2个报文段均顺利送到，可以收到2个ACK确认，cwnd增大到 4，以此类推。因此，慢启动期间cwnd是呈指数增长的。

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2、拥塞避免

当cwnd超过慢启动门限ssthresh时就会进入拥塞避免算法。在拥塞避免阶段，TCP以更慢的速度扩张拥塞窗口，每当成功发送跟拥塞窗口大小等量的数据并收到ACK确认后，cwnd就加1。例如，假设当前拥塞窗口大小为k，这时可以发出k个报文段。当这k个报文段均发出并收到确认后，才给cwnd加1，所以拥塞避免阶段，cwnd是呈线性增长的。

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3、拥塞发生

进入拥塞避免阶段后，窗口保持缓慢增长，当遇到网络拥塞发送丢包时，TCP就会进行重传。如果是发生超时重传，慢启动门限ssthresh会被设置为当前拥塞窗口值的一半，cwnd恢复为初始化值1，然后重新开始前面的慢启动过程。如果是发生快速重传（重复ACK），ssthresh和cwnd都会变为当前拥塞窗口值的一半，然后进入到快速恢复阶段。

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4、快速恢复

在快速恢复阶段，发送方会重传丢失的数据包，此时发送方已收到了3个重复的ACK，所以cwnd加3，如果再收到重复的 ACK，那么cwnd增加 1，如果收到新的ACK，表明重传的包成功了，将cwnd设置为当前的慢启动门限ssthresh值，然后再次进入到拥塞避免阶段。

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