TCP的拥塞控制策略，从慢开始到拥塞避免，出现征兆后做快恢复再做拥塞避免的过程。
模拟样例：
算法实现:
#include<iostream>
#include<cmath>
#include<ctime>
#include<cstdlib>
#include<windows.h>
using namespace std;
//避免使用魔法字符串
#define NORMAL 0 //正常
#define TIME_OUT 1 //超时
#define THREE_DUP_ACK 2 //3个重复ACK
//全局参数
const int MSS=100;//单个报文段长度 规定为100B 这个是由TCP报文段首部的选项字段MSS定死的，一般可以1KB此处设置100B,
int ssthresh=16*MSS;//慢启动门限 初值为16
int cwnd=1*MSS;//拥塞窗口，以MSS为单位。初值为1
int index=0;//传播轮次
int transData=0;//防止程序无休止的死循环 设置总传递的字节 且策略简单定为每次只计算成功传送的，一旦拥塞就假设全部丢失
int sumData;//本次要传递的 总数据量大小 单位字节
/**随机概率产生拥塞
返回值:
0:未丢包，网络正常
1:重传计时器超时 对应策略:慢启动
2:3个重复ACK 也即是快速重传 对应策略:快速恢复
*/
int isCrowd(int cwnd){
int p=cwnd/MSS*2;//产生拥塞概率为p% 也即是 窗口大小/50*100%
if(rand()%101<p){//p%的概率发生拥塞
if(rand()%101<50){//50%概率超时
return TIME_OUT;
}else{//50%概率返回3个重复ACK 也即是快速重传
return THREE_DUP_ACK;
}
}else{
return NORMAL;
}
}
//开始传输
void StartTrans(){
bool isSlowStart=true;
//传输数据
transData+=cwnd;
if(cwnd<ssthresh){//慢启动
cout<<"***********************第"<<index++<<"轮传输***********************"<<endl;
cout<<"慢启动:拥塞窗口cwnd="<<cwnd/MSS<<",慢启动门限ssthresh="<<ssthresh/MSS<<endl;
}else{//cwnd>ssthresh 拥塞避免
cout<<"***********************第"<<index++<<"轮传输***********************"<<endl;
cout<<"拥塞避免:拥塞窗口cwnd="<<cwnd/MSS<<",慢启动门限ssthresh="<<ssthresh/MSS<<endl;
isSlowStart=false;
}
//本轮数据传输完毕，开始判断是否拥塞
int crow=isCrowd(cwnd);
if(!crow){//没有拥塞
if(isSlowStart){//慢启动
cout<<"检测到网络正常,将窗口加倍!"<<endl;
cwnd*=2;//窗口加倍
}else{//拥塞避免
cout<<"检测到网络正常,将窗口线性增加!"<<endl;
cwnd+=MSS*(1.0*MSS/cwnd)*cwnd/MSS;
}
}else if(crow==TIME_OUT){//超时 (不论此时慢启动还是拥塞避免 策略一样!)
transData-=cwnd;
//慢启动
cout<<"重传计时器超时,回退慢启动!门限置当前窗口减半，窗口置1!"<<endl;
ssthresh=cwnd/2;
cwnd=1*MSS;
}else if(crow==THREE_DUP_ACK){//3个重复ACK
cout<<"收到3个重复ACK，采取快恢复策略!门限置当前窗口减半,窗口置新门限!"<<endl;
ssthresh=cwnd/2;
cwnd=ssthresh;
}else{
cout<<"判断拥塞异常!异常返回值:"<<crow<<endl;
exit(1);
}
if(transData<sumData)
cout<<"已经传输"<<transData<<"B,还剩"<<sumData-transData<<"B"<<endl;
else{
cout<<"传输完毕!"<<endl;
return;
}
cout<<endl;
Sleep(1000*(cwnd%3)+1);//随机停1~3秒
StartTrans();//不断递归循环 直到发送完毕
}
int main(){
srand(time(0));
// freopen("in.txt","r",stdin);
// freopen("运行结果.txt","w",stdout);
cout<<"输入本次传送数据量的大小(单位字节B):";
cin>>sumData;
cout<<"*********************************开始传输**********************************\n"<<endl;
StartTrans();
return 0;
}
运行结果:
运行结果1：
输入本次传送数据量的大小(单位字节B):10000
*********************************开始传输**************************
***********************第0轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=1,慢启动门限ssthresh=16
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输100B,还剩9900B
***********************第1轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=2,慢启动门限ssthresh=16
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输300B,还剩9700B
***********************第2轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=4,慢启动门限ssthresh=16
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输700B,还剩9300B
***********************第3轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=8,慢启动门限ssthresh=16
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输1500B,还剩8500B
***********************第4轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=16,慢启动门限ssthresh=16
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输3100B,还剩6900B
***********************第5轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=17,慢启动门限ssthresh=16
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输4800B,还剩5200B
***********************第6轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=18,慢启动门限ssthresh=16
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输6600B,还剩3400B
***********************第7轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=19,慢启动门限ssthresh=16
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输8500B,还剩1500B
***********************第8轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=20,慢启动门限ssthresh=16
重传计时器超时,回退慢启动!门限置当前窗口减半，窗口置1!
已经传输8500B,还剩1500B
***********************第9轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=1,慢启动门限ssthresh=10
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输8600B,还剩1400B
***********************第10轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=2,慢启动门限ssthresh=10
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输8800B,还剩1200B
***********************第11轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=4,慢启动门限ssthresh=10
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输9200B,还剩800B
***********************第12轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=8,慢启动门限ssthresh=10
检测到网络正常,将窗口加倍!
传输完毕!
请按任意键继续. . .
运行结果2:
输入本次传送数据量的大小(单位字节B):40000
*********************************开始传输**********************************
***********************第0轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=1,慢启动门限ssthresh=16
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输100B,还剩39900B
***********************第1轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=2,慢启动门限ssthresh=16
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输300B,还剩39700B
***********************第2轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=4,慢启动门限ssthresh=16
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输700B,还剩39300B
***********************第3轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=8,慢启动门限ssthresh=16
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输1500B,还剩38500B
***********************第4轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=16,慢启动门限ssthresh=16
重传计时器超时,回退慢启动!门限置当前窗口减半，窗口置1!
已经传输1500B,还剩38500B
***********************第5轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=1,慢启动门限ssthresh=8
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输1600B,还剩38400B
***********************第6轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=2,慢启动门限ssthresh=8
收到3个重复ACK，采取快恢复策略!门限置当前窗口减半,窗口置新门限!
已经传输1800B,还剩38200B
***********************第7轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=1,慢启动门限ssthresh=1
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输1900B,还剩38100B
***********************第8轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=2,慢启动门限ssthresh=1
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输2100B,还剩37900B
***********************第9轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=3,慢启动门限ssthresh=1
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输2400B,还剩37600B
***********************第10轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=4,慢启动门限ssthresh=1
收到3个重复ACK，采取快恢复策略!门限置当前窗口减半,窗口置新门限!
已经传输2800B,还剩37200B
***********************第11轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=2,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输3000B,还剩37000B
***********************第12轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=3,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输3300B,还剩36700B
***********************第13轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=4,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输3700B,还剩36300B
***********************第14轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=5,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输4200B,还剩35800B
***********************第15轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=6,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输4800B,还剩35200B
***********************第16轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=7,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输5500B,还剩34500B
***********************第17轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=8,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输6300B,还剩33700B
***********************第18轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=9,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输7200B,还剩32800B
***********************第19轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=10,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输8200B,还剩31800B
***********************第20轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=11,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输9300B,还剩30700B
***********************第21轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=12,慢启动门限ssthresh=2
收到3个重复ACK，采取快恢复策略!门限置当前窗口减半,窗口置新门限!
已经传输10500B,还剩29500B
***********************第22轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=6,慢启动门限ssthresh=6
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输11100B,还剩28900B
***********************第23轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=7,慢启动门限ssthresh=6
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输11800B,还剩28200B
***********************第24轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=8,慢启动门限ssthresh=6
重传计时器超时,回退慢启动!门限置当前窗口减半，窗口置1!
已经传输11800B,还剩28200B
***********************第25轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=1,慢启动门限ssthresh=4
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输11900B,还剩28100B
***********************第26轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=2,慢启动门限ssthresh=4
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输12100B,还剩27900B
***********************第27轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=4,慢启动门限ssthresh=4
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输12500B,还剩27500B
***********************第28轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=5,慢启动门限ssthresh=4
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输13000B,还剩27000B
***********************第29轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=6,慢启动门限ssthresh=4
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输13600B,还剩26400B
***********************第30轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=7,慢启动门限ssthresh=4
重传计时器超时,回退慢启动!门限置当前窗口减半，窗口置1!
已经传输13600B,还剩26400B
***********************第31轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=1,慢启动门限ssthresh=3
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输13700B,还剩26300B
***********************第32轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=2,慢启动门限ssthresh=3
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输13900B,还剩26100B
***********************第33轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=4,慢启动门限ssthresh=3
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输14300B,还剩25700B
***********************第34轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=5,慢启动门限ssthresh=3
重传计时器超时,回退慢启动!门限置当前窗口减半，窗口置1!
已经传输14300B,还剩25700B
***********************第35轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=1,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输14400B,还剩25600B
***********************第36轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=2,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输14600B,还剩25400B
***********************第37轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=4,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输15000B,还剩25000B
***********************第38轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=5,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输15500B,还剩24500B
***********************第39轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=6,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输16100B,还剩23900B
***********************第40轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=7,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输16800B,还剩23200B
***********************第41轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=8,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输17600B,还剩22400B
***********************第42轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=9,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输18500B,还剩21500B
***********************第43轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=10,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输19500B,还剩20500B
***********************第44轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=11,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输20600B,还剩19400B
***********************第45轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=12,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输21800B,还剩18200B
***********************第46轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=13,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输23100B,还剩16900B
***********************第47轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=14,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输24500B,还剩15500B
***********************第48轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=15,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输26000B,还剩14000B
***********************第49轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=16,慢启动门限ssthresh=2
重传计时器超时,回退慢启动!门限置当前窗口减半，窗口置1!
已经传输26000B,还剩14000B
***********************第50轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=1,慢启动门限ssthresh=8
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输26100B,还剩13900B
***********************第51轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=2,慢启动门限ssthresh=8
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输26300B,还剩13700B
***********************第52轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=4,慢启动门限ssthresh=8
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输26700B,还剩13300B
***********************第53轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=8,慢启动门限ssthresh=8
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输27500B,还剩12500B
***********************第54轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=9,慢启动门限ssthresh=8
重传计时器超时,回退慢启动!门限置当前窗口减半，窗口置1!
已经传输27500B,还剩12500B
***********************第55轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=1,慢启动门限ssthresh=4
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输27600B,还剩12400B
***********************第56轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=2,慢启动门限ssthresh=4
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输27800B,还剩12200B
***********************第57轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=4,慢启动门限ssthresh=4
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输28200B,还剩11800B
***********************第58轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=8,慢启动门限ssthresh=4
收到3个重复ACK，采取快恢复策略!门限置当前窗口减半,窗口置新门限!
已经传输29000B,还剩11000B
***********************第59轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=4,慢启动门限ssthresh=4
重传计时器超时,回退慢启动!门限置当前窗口减半，窗口置1!
已经传输29000B,还剩11000B
***********************第60轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=1,慢启动门限ssthresh=2
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输29100B,还剩10900B
***********************第61轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=2,慢启动门限ssthresh=2
重传计时器超时,回退慢启动!门限置当前窗口减半，窗口置1!
已经传输29100B,还剩10900B
***********************第62轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=1,慢启动门限ssthresh=1
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输29200B,还剩10800B
***********************第63轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=2,慢启动门限ssthresh=1
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输29400B,还剩10600B
***********************第64轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=3,慢启动门限ssthresh=1
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输29700B,还剩10300B
***********************第65轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=4,慢启动门限ssthresh=1
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输30100B,还剩9900B
***********************第66轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=5,慢启动门限ssthresh=1
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输30600B,还剩9400B
***********************第67轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=6,慢启动门限ssthresh=1
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输31200B,还剩8800B
***********************第68轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=7,慢启动门限ssthresh=1
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输31900B,还剩8100B
***********************第69轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=8,慢启动门限ssthresh=1
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输32700B,还剩7300B
***********************第70轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=9,慢启动门限ssthresh=1
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输33600B,还剩6400B
***********************第71轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=10,慢启动门限ssthresh=1
收到3个重复ACK，采取快恢复策略!门限置当前窗口减半,窗口置新门限!
已经传输34600B,还剩5400B
***********************第72轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=5,慢启动门限ssthresh=5
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输35100B,还剩4900B
***********************第73轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=6,慢启动门限ssthresh=5
重传计时器超时,回退慢启动!门限置当前窗口减半，窗口置1!
已经传输35100B,还剩4900B
***********************第74轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=1,慢启动门限ssthresh=3
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输35200B,还剩4800B
***********************第75轮传输***********************
慢启动:拥塞窗口cwnd=2,慢启动门限ssthresh=3
检测到网络正常,将窗口加倍!
已经传输35400B,还剩4600B
***********************第76轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=4,慢启动门限ssthresh=3
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输35800B,还剩4200B
***********************第77轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=5,慢启动门限ssthresh=3
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输36300B,还剩3700B
***********************第78轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=6,慢启动门限ssthresh=3
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输36900B,还剩3100B
***********************第79轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=7,慢启动门限ssthresh=3
收到3个重复ACK，采取快恢复策略!门限置当前窗口减半,窗口置新门限!
已经传输37600B,还剩2400B
***********************第80轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=3,慢启动门限ssthresh=3
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输37950B,还剩2050B
***********************第81轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=4,慢启动门限ssthresh=3
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输38400B,还剩1600B
***********************第82轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=5,慢启动门限ssthresh=3
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输38950B,还剩1050B
***********************第83轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=6,慢启动门限ssthresh=3
检测到网络正常,将窗口线性增加!
已经传输39600B,还剩400B
***********************第84轮传输***********************
拥塞避免:拥塞窗口cwnd=7,慢启动门限ssthresh=3
检测到网络正常,将窗口线性增加!
传输完毕!
