背景
TCP/IP协议是当前网络时代的基础，所有的网络产品，或者是开发语言、开发框架都是基于tcp/ip协议的，所以说，学好tcp/ip对个人以后从事互联网行业会有巨大的帮助。
但是这是一个基础理论课程，就像操作系统这门课一样，学完之后可能不会对你产生太大的影响，不会让你立马拥有能够投入工作中的技能。但正是因为这是一个基础理论课，所有的互联网技术都是基于它的。所以如果你了解tcp/ip协议，将会对你未来发展或者在工作中排查问题产生积极的作用。
tcp拥塞控制
上一篇说的流量控制发生在C和S之间，没有考虑到公网环境的影响，如果说当前公网质量特别差，很容易出现丢包，那么发送端就应该需要注意一些了。而这，也正是拥塞控制需要处理的问题。
拥塞窗口：防止发送方发的太快，使的网络来不及处理，从而导致网络拥塞！！
对于拥塞控制来说，tcp每条连接都需要维护2个核心状态：
- 拥塞窗口
- 慢启动阈值
其中涉及到的算法有以下几个：
- 慢启动
- 拥塞避免
- 快速重传
- 快速回复
接下来我们就来一一看看这些状态和算法。
状态
拥塞窗口（cwnd）
拥塞窗口是指自己还能传输的数据量大小。和接收窗口有些区别：
- 接收窗口（rwnd）是接收端给的限制
- 拥塞窗口（cwnd）是发送端自己的限制，默认为1个报文段
注意：
- 两者都相同之处，都是用来限制发送窗口的大小
发送窗口大小 = min(rwnd, cwnd)。取两者最小值，而拥塞控制就是用来控制cwnd的变化
慢启动阈值（ssthresh）
默认大小为65536byte。当出现超时，阈值被设置为发送窗口的一般，cwnd设置为1，然后重新启动慢启动算法！
算法
慢启动
刚开始传输数据的时候，你是不知道当前公网到底是稳定的还是拥堵的。如果做的太激进，发包太急，那么可能会出现疯狂丢包，造成雪崩式的网络灾难。同时也非常浪费公网资源。
因此，拥塞控制首先就是要采用一种保守的算法来慢慢地适应整个网络，这种算法就叫慢启动算法。过程如下：
- 首先，三次握手，双方宣告
rwnd的大小 - 双方初始化自己的
cwnd的大小 - 在开始传输的一段时间，发送端每收到一个
ACK，cwnd大小加1。也就是说，每经过一个RTT，cwnd窗口大小翻倍。如果说初始窗口为10，那么第一轮10个报文传完且发送端接收到10个ACK确认后，cwnd大小变为20；第二轮变成40；第三轮80…
cwnd大小不可能无限制增长下去，当cwnd增长到阈值后（cwnd > ssthresh），怎么来控制cwnd窗口的大小呢？这就是拥塞避免需要做的事情了。
拥塞避免
原来每收到一个ACK确认，cwnd大小加1。现在到达阈值后，cwnd只能加一点点了：1/cwnd。也就是说，以前一个RTT下来，cwnd大小翻倍。现在一个RTT下来，cwnd大小加1
拥塞避免示意图如下，其中采用AIMD方法
AIMD（加法增加，乘法减小）
- 乘法减小
无论在慢启动阶段还是在拥塞控制阶段，只要出现网络超时，就将ssthresh设置为cwnd的一半，然后将cwnd置为1个报文段。然后开始执行慢启动算法 - 加法增加
当网络频发超时情况时，ssthresh会下降的很快，为来减少注入到网络中的分组数，加法增加是指执行拥塞避免后，将拥塞窗口缓慢增大，以防止网络中过早出现拥塞
注意：
- 慢启动阶段数据包发送量为指数级增长，拥塞避免阶段则为线性级增长
- 拥塞避免算法不能够完全避免网络拥塞，通过控制拥塞窗口的大小，只能是网络不易出现拥塞
快速重传
在tcp传输的过程中如果发生来丢包，即接收端发现数据段不是按序到达的时候，接收端的处理方法是重复发送之前数据包的ACK。比如，前4个包已收到，第5包丢了，即使此时第6、7到达接收端，接收端也一律返回第4个包的ACK。当发送端收到>=3个重复的ACK时，意识到丢包了，于是马上进行重传，不用等到一个RTO的时间到了才重传。
这就是快速重传，它解决的是是否需要重传的问题。
选择性重传
基于上面的情况，是重传第5个包还是重传5、6、7个包呢？
既然6、7个包已经到达了，tcp设计者也不傻，已经传过去了，干嘛还要传呢？干脆记录以下哪些包到达了，哪些包没到，针对性重传。
在收到发送端的报文后，接收端回复了一个ACK报文，那么在该报文首部可选项中，就可以加上SACK这个属性，通过left edge和right edge告知发送方已经收到了哪些区间的数据。因此，即使第5个包丢了，当收到第6、7个包后，接收端会告诉发送端，这两个包到了，剩下第5个包没到，就重传这个包。
这个过程叫做选择性重传（SACK），它解决的是如果重传的问题。
快速恢复
发送端收到了3次重复的ACK，发现丢包，觉得现在的网络已经有些拥塞了，自己会进入快速恢复阶段。如下：
ssthresh值降低为cwnd的一半cwnd值等于ssthreshcwnd线性增加（加法增加）
总结
这是tcp/ip系列的第八篇，以上就是拥塞控制中的概念和算法。后面还有更深入、更多使用的场景讲解，这个系列的文章会很长。
开始下一篇吧。