流量控制

接收端处理数据的速度是有限的，如果发送端发的太快，导致接收端的缓冲区被打满，这个时候如果发送端继续发送，就会造成丢包，继而引起丢包重传等等一系列反应。

因而TCP支持根据接收端的处理能力，来决定发送端的发送速度，这个机制就叫做流量控制（Tlow Control）。TCP是利用滑动窗口来实现流量控制的。它的具体操作是，接收端主机向发送端主机通知自己可以接受数据的大小，于是发送端会发送不超过这个限度的数据，该大小限度就被称作窗口大小。

• 接收端将自己可以接受的缓冲区大小放入TCP首部中的“窗口大小”字段，通过ACK端通知发送端；
• 窗口大小字段越大，说明网络的吞吐量越高；
• 接收端一旦发现自己的缓冲区快满了，就会将窗口大小设置成一个更小的值通知给发送端；
• 发送端接收这个窗口之后，就会减慢自己的发送速度；
• 如果接收端缓冲区快满了，就会将窗口置为0；这时发送方不再发送数据，但是需要定期发送一个窗口探测数据段，使接收端把窗口大小告诉发送端；

窗口扩大因子M：

接收端如何把窗口大小告诉发送端呢？在我们的TCP首部中，有一个16为窗口字段，就是存放了窗口大小信息；16位数字最大表示65535,，那么TCP窗口最大就是65536字节吗？

实际上，TCP首部40字节选项上还包含了一个窗口扩大因子M，实际窗口大小是窗口字段的值左移M位；

 

在图中，当接收端收到3001号开始的数据段后其缓冲区即满，不得不暂时停止接受数据，之后，在收到发送窗口更新通知才得以继续进行。如果这个窗口的更新通知在传送途中丢失，可能会导致无法继续通信。为避免此类问题的发生，发送端主机会时不时的发送一个叫做窗口探测的数据段，此数据段仅含一个字节以获取最新的窗口大小信息。

拥塞控制

虽然TCP有了滑动窗口这个大杀器，能够高效可靠的发送大量的数据，但是如果在刚开始阶段就发送大量数据，仍然可能引发问题；因为网络上有很多的计算机，可能当前的网络状态就已经比较拥堵，在不清楚当前网络状态下，贸然发送大量的数据，很有引起雪上加爽的。

TCP引入慢启动机制，先发少量的数据，探探路，摸清当前的网络拥堵状态，再决定按照多大的速度传输数据。

 

• 此处引入一个概念为拥塞窗口；
• 发送开始的时候，定义拥塞窗口大小为1；
• 每次收到一个ACK应答，拥塞窗口加1；
• 每次发送数据包的时候，将拥塞窗口和接受端主机反馈的窗口大小作比较，取较小的值作为实际发送的窗口；

像上面这样的拥塞窗口增长速度，是指数级别的，“慢启动”只是指初始时慢，但是增长速度非常快。

• 为了不增长的那么快，因此不能使拥塞窗口单纯的加倍；
• 此处引入一个叫做慢启动的阈值；
• 当拥塞窗口超过这个预知的时候，不再按照指数方式增长，而是按照线性方式增长；

• 当TCP开始启动的时候，慢启动阈值等于窗口最大值；
• 在每次超时重发的时候，慢启动阈值会变成原来的一半，同时拥塞窗口置回1；

少量的丢包，我们仅仅是触发超时重传；大量的丢包，我们就认为网络堵塞；

当TCP通信开始后，网络吞吐量会逐渐上升；随着网络发生拥堵，吞吐量会立刻下降；

拥塞控制，归根到底是TCP协议想尽可能快的把数据传输给对方，但是又要避免给网络造成太大压力的折中方案