TCP拥塞控制算法，以及长肥管道

linux内核里面拥塞控制算法比较多，目前大部分用的cubic算法。

在内核里面代码是怎样实现的呢？

static struct tcp_congestion_ops cubictcp __read_mostly = {
   .init       = bictcp_init, 初始化
   .ssthresh   = bictcp_recalc_ssthresh, 更新tcp的ssthresh值
   .cong_avoid   = bictcp_cong_avoid, 重新计算cwnd值
   .set_state   = bictcp_state, ca状态更新
   .undo_cwnd   = tcp_reno_undo_cwnd, 丢包时候cwnd更新处理
   .cwnd_event   = bictcp_cwnd_event, 当cwnd事件发生时调用的
   .pkts_acked = bictcp_acked, 数据包ack计数
   .owner       = THIS_MODULE,
   .name       = "cubic",
};
看下大概回调怎么实现的

static void bictcp_init(struct sock *sk)
{
struct bictcp *ca = inet_csk_ca(sk);

bictcp_reset(ca);

if (hystart)
bictcp_hystart_reset(sk);

if (!hystart && initial_ssthresh)
tcp_sk(sk)->snd_ssthresh = initial_ssthresh;
}//主要是 ca初始化和ssthresh值初始化

出现拥塞是重新计算ssthresh,就是当前cwnd的一半

static u32 bictcp_recalc_ssthresh(struct sock *sk)
{
const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
struct bictcp *ca = inet_csk_ca(sk);

ca->epoch_start = 0; /* end of epoch */

   /* Wmax and fast convergence */
   if (tp->snd_cwnd < ca->last_max_cwnd && fast_convergence)
       ca->last_max_cwnd = (tp->snd_cwnd * (BICTCP_BETA_SCALE + beta))
           / (2 * BICTCP_BETA_SCALE);
   else
       ca->last_max_cwnd = tp->snd_cwnd;

return max((tp->snd_cwnd * beta) / BICTCP_BETA_SCALE, 2U);
}

static void bictcp_cong_avoid(struct sock *sk, u32 ack, u32 acked)
{
struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
struct bictcp *ca = inet_csk_ca(sk);

if (!tcp_is_cwnd_limited(sk))
return;

   if (tcp_in_slow_start(tp)) { //分为正在慢启动过程中的计算
       if (hystart && after(ack, ca->end_seq))
           bictcp_hystart_reset(sk);
       acked = tcp_slow_start(tp, acked);
       if (!acked)
           return;
   }
   bictcp_update(ca, tp->snd_cwnd, acked);
   tcp_cong_avoid_ai(tp, ca->cnt, acked); //正常窗口值 ++
}

u32 tcp_reno_undo_cwnd(struct sock *sk) //丢包时的处理
{
const struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);

return max(tp->snd_cwnd, tp->prior_cwnd);
}

cubic算法的整体逻辑

TCP拥塞控制算法，以及长肥管道

TCP的四种拥塞控制算法
1.慢开始窗口大小达到ssthresh之后慢开始
2.拥塞控制判断为拥塞避免的时候，ssthresh马上减半
3.快重传当出现3个重复的ack的时候，马上重传后面一个分组。如下图

TCP拥塞控制算法，以及长肥管道
4.快恢复开始的时候指数级恢复

长肥管道：

有了上面理论基础之后看下面的问题，当网络的RTT非常大，已知光速大概30wkm/s，如果是跨国网络，距离非常远。RTT很大，这样一来。来回的ack时间就很长，如果出现丢包马上就会变成ssthresh减半，慢启动状态。窗口恢复非常困难。

tcp 窗口大小就会是这样的曲线

TCP拥塞控制算法，以及长肥管道

下一节将讲解如何解决这种问题。

TCP拥塞控制算法，以及长肥管道

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