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TCP 拥塞控制

TCP 怎么自动避免「全网堵车」 —— 慢启动、AIMD、BBR 的核心思想。

TCP拥塞控制BBR
核心 · Key Idea

一句话：TCP 通过观察丢包和RTT 变化自动估计「网络此刻能吃多大流量」，遇堵就减速、看畅就加速。这是为什么互联网上数十亿条 TCP 流能共存的关键。

是什么#

每个 TCP 连接维护一个拥塞窗口（cwnd）：本端"敢"未确认地发出去多少字节。

真正能发 = min(对端通告的接收窗口 rwnd, 自己估出来的 cwnd)

经典算法（Reno）四阶段：

  1. 慢启动：cwnd 从 1 起翻倍涨；
  2. 拥塞避免：到阈值 ssthresh 后线性涨；
  3. 快重传：连收 3 个重复 ACK → 立即重传该段；
  4. 快恢复：cwnd 减半，避免回到 1 重新慢启动。

打个比方#

打个比方 · Analogy

你开车上高速：

  • 慢启动：起步先慢，看路况再加速；
  • 拥塞避免：进入巡航后线性提，谨慎；
  • 遇堵车（丢包）：立即踩刹车减速一半；
  • 拥堵严重直到完全停（RTO 超时）：从最低速重新加速（回到慢启动）。

关键概念#

cwndCongestion Window
本端基于网络状况估计的发送窗口。
ssthreshSlow Start Threshold
慢启动 → 拥塞避免的转折点。
AIMDAdditive Increase / Multiplicative Decrease
线性涨，乘性减 —— Reno 的核心。
CubicCubic
Linux 默认。涨得更激进，长肥管道更友好。
BBRBottleneck Bandwidth and RTT
Google 提出的新算法，**不等丢包**，主动测带宽 + 最小 RTT。在丢包乱跳的网络上极强。
RTORetransmission Timeout
超时仍未 ACK 就重传，cwnd 重新回到 1。

怎么工作#

BBR 完全跳出这个图：它持续估计瓶颈带宽和最小 RTT，把发送速率控制在 BDP 附近。

实操要点#

  • Linux 看当前算法：sysctl net.ipv4.tcp_congestion_control，多数发行版默认 cubic。

  • 切换 BBR：

    modprobe tcp_bbr
sysctl -w net.ipv4.tcp_congestion_control=bbr

  • 跨国 / 跨洲 / 弱网：BBR 通常比 Cubic 快几倍（丢包不等于拥塞，跨洋链路常因物理噪声丢包）。

  • 数据中心内：DCTCP / Cubic 都行，BBR 收益不明显甚至更糟（极低 RTT）。

  • CDN 节点优先开 BBR：客户端到边缘的弱网场景受益最大。

易混点#

拥塞控制 cwnd
防止**网络**被自己打爆。
本端基于丢包 / RTT 自估。
流量控制 rwnd
防止**接收方**被打爆。
对端在每个 ACK 里通告。

延伸阅读#