计算机网络-- TCP 滑动窗口与拥塞控制
一、滑动窗口机制（Sliding Window）📤
💡 目的：实现 流量控制（Flow Control）
1. 基本概念
滑动窗口是一种 接收端控制发送端速度 的机制。
每个 TCP 报文头中有一个
Window Size字段，表示接收方还能接收的字节数。2. 工作原理
发送方可以发送的数据量 ≤ 接收方通告的窗口大小。
随着接收方处理并确认（ACK）数据，窗口向前滑动，允许发送更多数据。
3. 示例图解：
这个窗口如何动的可以去看
当 A 不断发送数据包时，已发送的最后一个序号就往右移动，直到碰到了窗口的上边界，此时 A 就无法继续发包，达到了流量控制。
但是当 A 不断发包的同时，A 也会收到来自 B 的确认包，此时整个窗口会往右移动，因此上边界也往右移动，A 就能发更多的数据包了。
以上都是在窗口大小不变的情况下，而 B 在发给 A 的 ACK 包中，每一个都可以重新设置一个新的窗口大小，如果 A 收到了一个新的窗口大小值，A 会随之调整。
如果 A 收到了比原窗口值更大的窗口大小，比如 win = 6，则 A 会直接将窗口上边界向右移动 1 个单位。
如果 A 收到了比原窗口值小的窗口大小，比如 win = 4，则 A 暂时不会改变窗口大小，更不会将窗口上边界向左移动，而是等着 ACK 的到来，不断将左边界向右移动，直到窗口大小值收缩到新大小为止。
OK，终于将流量控制问题解决得差不多了，你看着上面一个个小动图，给这个窗口起了一个更生动的名字，滑动窗口。
4. 特点
🌐 是端到端的流控机制；
📥 防止接收端被“灌爆”；
📉 接收方处理慢时，窗口会减小，甚至为0，暂停发送。
二、拥塞控制机制（Congestion Control）🌐
💡 目的：防止过多数据注入网络导致拥塞
1. 拥塞窗口（Congestion Window, cwnd）
是发送端维护的一个窗口大小，用于限制注入网络的数据量。
每次发送数据时，允许的数据量 ≤
min(滑动窗口, 拥塞窗口)。
2. 四种核心算法
（1）慢启动（Slow Start）
初始
cwnd = 1 MSS，每收到一个 ACK，就将cwnd增加 1 MSS。指数增长（1→2→4→8...）直到达到慢启动阈值
ssthresh。（2）拥塞避免（Congestion Avoidance）
达到
ssthresh后，进入线性增长阶段。每个 RTT 增加 1 MSS（变为 加法增长）。
（3）快重传（Fast Retransmit）
接收方收到重复的 ACK（例如重复 3 次 ACK n），意味着丢包了。
不等超时，立刻重传该数据段。
（4）快恢复（Fast Recovery）
不回到慢启动阶段，而是调整：
ssthresh = cwnd / 2；
cwnd = ssthresh；然后进入拥塞避免阶段。
3. 拥塞窗口图解（经典 TCP Tahoe & Reno 行为）：
cwnd▲Reno:| /''''''''\| / \| / \| / \__+----------------------------→ 时间↖慢启动 ↖拥塞避免 ↖丢包快速重传
三、滑动窗口 vs 拥塞窗口 对比表
项目 滑动窗口 拥塞窗口 控制目的 控制接收方处理能力 控制网络拥堵状况 控制方 由 接收端控制 由 发送端自己控制 存储在哪 报文的 Window Size字段发送方内存中的变量 动态调整方式 接收方 ACK 通告新窗口大小 根据网络 ACK/丢包动态调整 极限值 接收方缓存限制 网络状况决定的带宽上限
四、TCP 发送窗口 = min(滑动窗口, 拥塞窗口)
在实际发送过程中，TCP 的发送窗口大小取决于：
实际窗口 = min(接收端窗口, 拥塞窗口)
五、其他术语
MSS（Maximum Segment Size）：TCP 一次发送的最大数据段大小，不包括 TCP 头部。
RTT（Round-Trip Time）：往返时延，影响 cwnd 增长速率。
Zero Window：如果接收端通告窗口为 0，发送端需定时发送窗口探测包。
