Inside TCP：显式拥塞控制

ＴＣＰ使用两个标志（ＥＣＥ和ＣＷＲ）协商和实现传输中的显式拥塞机制。在发生拥塞时，ＴＣＰ的接收方发送置有ＥＣＥ标志的数据包，直到它接收到置有ＣＷＲ标志的数据包，这意味着发送者观察到了拥塞，并且减小的拥塞窗口。

ECN标志

ＥＣＮ标志决定了在发送ＴＣＰ数据时，ＴＣＰ头的ECN字段值，它可能有如下值：

1. TCP_ECN_OK : 此ＴＣＰ连接可以使用ＥＣＮ功能。

2. TCP_ECN_QUEUE_CWR: 源于ＴＣＰ接收方（丢包）的ＣＷＲ。

3. TCP_ECN_DEMAND_CWR: ＴＣＰ发送者出现拥塞（IP报文报告），需要收缩拥塞窗口。

   
   

ECN功能的协商 

发送SYN时 ()

在sysctl (sysctl_tcp_ecn)允许使用ＥＣＮ的情况下:

1. 在发送的ＳＹＮ的ＴＣＰ头部中设置 ECE 和 CWR 字段。

2. ECN 标志设置为TCP_ECN_OK

   
   

接收SYN时 ()

在sysctl (sysctl_tcp_ecn)允许使用ＥＣＮ的情况下，并且输入ＳＹＮ的ＴＣＰ头部中设置了 ECE 和 CWR 字段，就将ECN标志设置为TCP_ECN_OK

发送SYN-ACK时 ()

如果ECN标志为TCP_ECN_OK，设置输出SYN-ACK报文中ＴＣＰ头部的ECE 标志。

同时连接时

 

接收到SYN时处理ECN ()，如果接收到的SYN的连接的ＥＣＮ标志是TCP_ECN_OK，但SYN报文的 ECE 或者 CWR 标志没有置位，就会清理TCP_ECN_OK。

以 SYN-ACK作为回应 () ，将接收的到SYN作如下修改发送出去：

1. CWR标志复位

2. 如果ECN标志不是TCP_ECN_OK，就将ECE标志复位为０

   
   

接收SYN-ACK 时 ()

如果连接的ＥＣＮ标志为TCP_ECN_OK ，但接收到的SYN-ACK标志既没有设置 ECE 也没有设置 CWR ，将关掉ＥＣＮ标志中的TCP_ECN_OK

发生ECN

显式拥塞的触发原因可能主要是两个事件：

1. 如果ＴＣＰ因为观察到本地设备上的拥塞（ ），而无法发送数据。

2. 接收到ICMP Source Quench （ ）

此时，就设置TCP_ECN_DEMAND_CWR。

TCP接收方的行为

在接收到数据时，执行以下ECN处理：

检查CWR ()

如果对端带有ＣＷＲ标志，复位TCP_ECN_DEMAND_CWR 标志，因此接下来的数据包不再需要减少拥塞窗口了。

检查CE ()

如果这个连接 TCP_ECN_OK，并且输入IP头部中置有 CE 标志位，就设置标志TCP_ECN_DEMAND_CWR。

如果这个连接 TCP_ECN_OK，但是输入IP头部中ECT标志没有置位，这表示它是一个重传的数据包，ＴＣＰ进入快速确认模式。

TCP发送方的行为 

发送数据时 ()

如果数据包不是被重传的：

1. 设置IP头中的 ECT 标志。

2. 如果减少了拥塞窗口，通过设置TCP头的CWR标志通知对方。

如果是在重传数据，复位IP报文头部的ECT位。如果接收到CE标志（即进入了TCP_ECN_DEMAND_CWR），就设置要发送的数据的TCP头部中的ECE 位。

在接收到ＡＣＫ时 ()

在以下条件下对方的拥塞通知：

1. 接收到的数据包置有ECE位。

2. 不是 SYN packet

3. TCP_ECN_OK (ECN 可用)

   
   

拥塞避免 ()

在因为检测到丢包而减少拥塞窗口时，如果TCP_ECN_OK 就设置ＥＣＮ标志为TCP_ECN_QUEUE_CWR。

丢失检测的恢复（Undo） ()

在ＴＣＰ要恢复减少的拥塞窗口时，会复位 TCP_ECN_DEMAND_CWR。

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