TCP的拥塞控制：慢开始与拥塞避免算法详解

该资源主要讨论了运输层的相关协议，特别是TCP和UDP，以及其中的慢开始和拥塞避免算法的实现。同时，提到了运输层的主要功能，如端到端的逻辑通信、复用与分用，以及TCP的可靠传输和流量控制。 在运输层协议概述中，强调了运输层在进程间通信中的角色，它为应用层的不同进程提供逻辑通信，并通过端口实现复用和分用。运输层分为面向连接的TCP和无连接的UDP，TCP提供可靠的字节流服务，而UDP则简单快速，不保证数据顺序和可靠性。 用户数据报协议UDP是一个无连接的协议，其首部格式简洁，适用于实时性要求高的应用，如音频和视频流媒体。 传输控制协议TCP是运输层的核心，以其连接性、可靠性和流量控制著名。TCP连接的建立与释放涉及到三次握手和四次挥手过程，TCP报文段的首部包含了控制信息，用于确保数据的正确传输。TCP的连接管理使用了有限状态机来跟踪连接状态。 TCP的可靠传输实现包括滑动窗口机制，通过设置发送和接收窗口实现流量控制。当发生数据丢失时，TCP会使用超时重传或选择确认SACK来恢复丢失的数据。在流量控制中，TCP使用滑动窗口来限制发送速率，以适应接收方的处理能力。 TCP的拥塞控制是防止网络拥塞的关键策略，采用了慢开始和拥塞避免算法。慢开始阶段，cwnd（拥塞窗口）以指数方式增长，直到达到某个阈值ssthresh，之后进入拥塞避免阶段，cwnd以线性方式增加，这样可以更平滑地调整发送速率，减少拥塞的发生。当网络出现拥塞迹象时，ssthresh会被更新并再次执行慢开始，这种"乘法减小，加法增大"的策略平衡了传输效率和网络稳定性。 此外，随机早期检测RED是一种在网络核心部分检测并预防拥塞的方法，通过在网络设备中随机丢弃一部分数据包，提前预警拥塞，避免全局同步现象。 运输层是互联网中实现可靠数据传输的关键层次，通过TCP和UDP等协议，它不仅确保了数据的准确传递，还通过拥塞控制策略维护了网络的健康运行。