TCPの輻輳制御

• 輻輳している場合は、
  送信レートを下げ
  、輻輳を回避・緩和・解消します。
• 輻輳していない場合は、
  送信レートを上げ
  、帯域幅をより有効に使います。

• TCPには、この説明以外にも、はるかに多くの内容があります。

• slow start
  ：送信レートを指数的に増やします。
• congestion avoidance
  （輻輳回避）：
  AIMD
  （Additive Increase/Multiplicative Decrease）を使います。
• fast recovery
  ：高速回復です。

• 輻輳ウィンドウ：
  cwnd
• スロースタートのしきい値：
  ssthresh
• MSS
  ：Maximum Segment Size
• RTT
  ：Round-Trip Time

• ACK received
  ：順調に進んでいることを示します。
• timeout
  ：非常に悪い状況を示します。
• 3 duplicate ACK received
  ：悪い状況ですが、タイムアウトほどではありません。

ネットワークの輻輳状態に応じて調整される、重要なパラメーターです。

このウィンドウは、送信者が未確認のまま、つまり「in-flight」状態でネットワークに流せるデータの最大量を決めます。

cwnd

は動的に変化し、ネットワークの輻輳を検知します。

最後に送信したバイト − 最後に確認されたバイト ≦ cwnd

• おおよそ
  cwnd
  バイトを送信し、RTTの間ACKを待ってから、さらにデータを送ります。

  送信レート

  ≈ cwnd / RTT (bytes/sec)

• 初期の輻輳ウィンドウcwndは1 MSSです。
• RTTごとに、輻輳ウィンドウを2倍にします。
  • ACKを受信するたびに、
    cwnd
    を増やします。

推定されたパケット損失に基づいて輻輳を検知します。

タイムアウト

または

三つの重複ACK

から、損失を推定します。

• slow start
  へ戻る場合と同様です。
  • cwnd
    を
    1 MSS
    に設定します。
  • ウィンドウを、ssthreshのしきい値まで指数的に増やします。
• その後は線形に増やし、congestion avoidanceへ移行します。

• 重複ACKは、ネットワークが一部のセグメントを届けられることを示します。
• cwnd
  を半分にします。
• その後は線形に増やし、congestion avoidanceへ移行します。

送信者は送信速度、つまりウィンドウサイズを増やして、使える帯域幅を探ります。損失が起こるまで、この探索を続けます。

• 損失が検知されるまで、RTTごとに
  cwnd
  を1 MSSずつ増やします。

• 損失が検知されるたびに、
  cwnd
  を半分にします。

• ssthresh
  のしきい値（タイムアウト前の値の半分）を超えると、
  cwnd
  を線形に増やします。