一、TCP 拥塞控制概述
TCP 拥塞控制（Congestion Control）是指在网络发生拥塞时，控制数据发送速率，避免网络资源被耗尽。
主要采用四种机制：
- 慢启动（Slow Start）
- 拥塞避免（Congestion Avoidance）
- 快重传（Fast Retransmit）
- 快恢复（Fast Recovery）
本节重点介绍 慢启动。
二、慢启动（Slow Start）原理
2.1 慢启动的目的
- 防止初始阶段因发送速率过快导致网络拥塞
- 通过逐步探测网络的可用带宽
2.2 工作机制
-
初始阶段：
- 拥塞窗口（cwnd）设置为 1 MSS（最大报文段）
- 每收到一个确认（ACK），
cwnd增加 1 MSS
-
指数增长：
- 每个 RTT（往返时延），
cwnd会翻倍 - 这种指数增长会持续到达到一个阈值（ssthresh）
- 每个 RTT（往返时延），
-
达到阈值后：
- 切换到 拥塞避免 阶段，改为线性增长
2.3 关键参数
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| cwnd | 拥塞窗口，控制发送端能发送的未确认数据量 |
| ssthresh | 拥塞窗口阈值，慢启动和拥塞避免的分界点 |
| MSS | 最大报文段长度，通常为 1460 字节 |
三、慢启动过程图示
时间轴
|
| cwnd = 1
| cwnd = 2 （收到1个ACK，增长1）
| cwnd = 4 （收到2个ACK，各增长1）
| cwnd = 8 （收到4个ACK，各增长1）
| ...
| cwnd >= ssthresh（进入拥塞避免）
|- 每轮 RTT，
cwnd翻倍 - 增长速度很快，直到接近带宽上限或发生丢包
四、慢启动与拥塞避免的关系
- 慢启动阶段 ：
快速增长，指数级 - 拥塞避免阶段 ：
缓慢增长，线性级
如果发生超时或丢包，
ssthresh通常会减半，cwnd重置为 1，重新进入慢启动。
五、触发条件与阈值调整
| 事件 | 动作 |
|---|---|
| 正常 ACK 收到 | cwnd 按规则增长 |
| 超时发生 | ssthresh = cwnd / 2，cwnd 重置为 1 |
| 快重传触发 | ssthresh = cwnd / 2，进入快恢复 |
六、慢启动和带宽利用
- 慢启动能快速增加数据发送速率，充分利用带宽
- 但如果
ssthresh设置不当，可能触发丢包或超时 - 实际应用中，TCP 会根据网络状态动态调整
七、典型 TCP 拥塞控制曲线
cwnd
^
| /-- 慢启动 (指数增长)
| /
| /
|------/---- 拥塞避免 (线性增长)
| /
| /
|---/---- 丢包发生，cwnd 收缩
|
+---------------------> 时间八、常见面试高频考点
-
为什么叫慢启动？
相对于直接满速发送，"慢启动" 是指从 1 MSS 开始，防止瞬间占满带宽，实际增长很快。
-
慢启动会一直进行下去吗？
不会，达到 ssthresh 后转为拥塞避免，发生丢包会重置。
-
丢包后会怎样？
超时重传会让
cwnd重置为 1，进入慢启动，ssthresh设为cwnd / 2。 -
慢启动是拥塞控制还是流量控制？
拥塞控制，面向网络，防止网络拥塞。
九、总结
| 特性 | 说明 |
|---|---|
| 控制目的 | 探测网络可用带宽，防止一开始发送过快 |
| 窗口增长 | 每收到一个 ACK，cwnd 增加 1 MSS |
| 增长模式 | 指数增长 |
| 切换条件 | cwnd >= ssthresh 后，进入拥塞避免 |
| 丢包处理 | cwnd 重置，ssthresh 调整 |