TCP的快速恢复机制详解 知识点描述 TCP的快速恢复机制是TCP拥塞控制算法的重要组成部分，与快速重传机制协同工作。它的主要目标是在检测到数据包丢失（通过重复ACK判断）但网络并未完全瘫痪的情况下，更高效地恢复数据传输，避免TCP连接退回到耗时的慢启动阶段，从而提升网络带宽的利用率。 核心问题 在只有快速重传机制时，当发送方收到3个重复ACK并重传丢失的数据包后，它会将拥塞窗口（cwnd）设置为1个最大报文段（MSS），然后进入慢启动阶段。这种做法过于保守，因为重复ACK的出现意味着网络仍然有能力传输数据（接收方仍在接收后续数据包），此时直接将窗口降至1会严重降低吞吐量。 解决方案：快速恢复 快速恢复在快速重传之后立即启动，其核心思想是：在重传丢失的数据包期间，不是将窗口缩小到1并进入慢启动，而是通过一种更温和的方式调整窗口，保持在网络中“飞行中”的数据包数量相对稳定，从而平滑地恢复数据流。 循序渐进讲解 步骤一：触发条件——快速重传 发送方连续发送多个数据包，例如序列号为1, 2, 3, 4, 5。 假设数据包2在网络中丢失，而数据包3, 4, 5成功到达接收方。 对于每一个到达的、序列号大于期望值（即数据包2）的数据包（如3, 4, 5），接收方都会回复一个对数据包2的确认（即ACK 2）。这种对同一个数据包的重复确认，就是“重复ACK”。 当发送方收到第3个重复的ACK（即第3个ACK 2）时，它推断数据包2很可能已经丢失，而不是仅仅乱序。此时， 快速重传 被触发：发送方 立即重传 数据包2，而不用等待重传计时器超时。 步骤二：进入快速恢复状态并调整窗口 在执行快速重传（重传数据包2）的 同时 ，TCP进入 快速恢复 状态。 关键操作是设置新的拥塞窗口（cwnd）和慢启动阈值（ssthresh）： ssthresh = cwnd / 2 ：将慢启动阈值设置为当前拥塞窗口的一半。这记录了网络拥塞发生时的“安全”窗口大小。 cwnd = ssthresh + 3 * MSS ：为什么是这么设置？ ssthresh ：代表了我们对当前网络容量的新估计。 + 3 * MSS ：这是因为我们收到了3个重复ACK。每个重复ACK都意味着有一个数据包已经离开了网络（被接收方成功接收），同时有一个新的空间出现在了接收方的缓冲区。因此，我们可以认为网络的负载能力在此时允许我们再“注入”3个新的数据包。这个操作相当于“欺骗性”地保持网络中数据包的数量。 步骤三：在快速恢复状态期间的数据传输 此时，拥塞窗口（cwnd）被设置为了一个新值（例如，从20个MSS变为 10 + 3 = 13 个MSS）。 在这个新的cwnd限制下，发送方 可以继续发送新的数据包 （只要序列号允许）。这与慢启动有本质区别。慢启动在重传后几乎停止发送新数据，而快速恢复允许数据流继续。 每当发送方再收到一个重复ACK（第4个，第5个……），它就将cwnd再增加1个MSS。这是因为每个额外的重复ACK同样意味着又有一个数据包成功到达接收方，网络中可以再容纳一个数据包。这有助于维持管道中的数据量。 步骤四：退出快速恢复状态——收到新的ACK 当发送方重传的数据包（数据包2）最终到达接收方时，接收方此时可能已经缓存了数据包3, 4, 5。 接收方会检查它的缓存，发现现在可以连续确认到数据包5了。于是，它会向发送方回复一个 累积确认 ，例如ACK 6（表示期望收到序列号为6的数据包）。 这个ACK 6是一个 新的、更高级别的ACK （它确认了之前未被确认的数据），而不是重复ACK。这是退出快速恢复状态的信号。 发送方收到这个新ACK后，执行以下操作： cwnd = ssthresh ：将拥塞窗口设置为步骤二中计算出的慢启动阈值。 退出快速恢复状态 。 步骤五：恢复后的阶段——拥塞避免 退出快速恢复后，cwnd被设置为ssthresh。此时，TCP进入 拥塞避免 阶段。 在拥塞避免阶段，cwnd的增长不再是指数级的（慢启动），而是线性的（每经过一个RTT，cwnd增加1个MSS），即“加性增”，从而更谨慎地探测剩余带宽。 总结 快速恢复机制的精妙之处在于它区分了 超时重传 和 重复ACK触发的重传 。超时通常意味着更严重的拥塞（网络可能已中断），因此需要激进地退到慢启动。而重复ACK意味着网络仍在工作，只是有个别包丢失，因此采用更平滑的恢复策略，显著提升了TCP在轻微拥塞情况下的性能。它与快速重传、慢启动、拥塞避免共同构成了TCP的拥塞控制体系。