TCP的流量控制
1. 利用滑動窗口實現流量控制
如果發送方把數據發送得過快，接收方可能會來不及接收，這就會造成數據的丟失。所謂流量控制就是讓發送方的發送速率不要太快，要讓接收方來得及接收。
利用滑動窗口機制可以很方便地在TCP連接上實現對發送方的流量控制。
設A向B發送數據。在連接建立時，B告訴了A：“我的接收窗口是 rwnd = 400 ”(這裏的 rwnd 表示 receiver window) 。因此，發送方的發送窗口不能超過接收方給出的接收窗口的數值。請注意，TCP的窗口單位是字節，不是報文段。TCP連接建立時的窗口協商過程在圖中沒有顯示出來。再設每一個報文段爲100字節長，而數據報文段序號的初始值設爲1。大寫ACK表示首部中的確認位ACK，小寫ack表示確認字段的值ack。
從圖中可以看出，B進行了三次流量控制。第一次把窗口減少到 rwnd = 300 ，第二次又減到了 rwnd = 100 ，最後減到 rwnd = 0 ，即不允許發送方再發送數據了。這種使發送方暫停發送的狀態將持續到主機B重新發出一個新的窗口值爲止。B向A發送的三個報文段都設置了 ACK = 1 ，只有在ACK=1時確認號字段纔有意義。
TCP爲每一個連接設有一個持續計時器(persistence timer)。只要TCP連接的一方收到對方的零窗口通知，就啓動持續計時器。若持續計時器設置的時間到期，就發送一個零窗口控測報文段（攜1字節的數據），那麼收到這個報文段的一方就重新設置持續計時器。
2. 必須考慮傳輸速率
可以用不同的機制來控制TCP報文段的發送時機。如： <1>. TCP維持一個變量，它等於最大報文段長度MSS。只要緩存中存放的數據達到MSS字節時，就組裝成一個TCP報文段發送出去。<2>. 由發送方的應用進程指明要求發送報文段，即TCP支持的推送( push )操作。<3>. 發送方的一個計時器期限到了，這時就把已有的緩存數據裝入報文段(但長度不能超過MSS)發送出去。
Nagle算法：若發送應用進程把要發送的數據逐個字節地送到TCP的發送緩存，則發送方就把第一個數據字節先發送出去，把後面到達的數據字節都緩存起來。當發送方接收對第一個數據字符的確認後，再把發送緩存中的所有數據組裝成一個報文段再發送出去，同時繼續對隨後到達的數據進行緩存。只有在收到對前一個報文段的確認後才繼續發送下一個報文段。當數據到達較快而網絡速率較慢時，用這樣的方法可明顯地減少所用的網絡帶寬。Nagle算法還規定：當到達的數據已達到 發送窗口大小的一半或已達到報文段的最大長度時，就立即發送一個報文段。
另，糊塗窗口綜合證： TCP接收方的緩存已滿，而交互式的應用進程一次只從接收緩存中讀取1字節（這樣就使接收緩存空間僅騰出1字節），然後向發送方發送確認，並把窗口設置爲1個字節（但發送的數據報爲40字節的的話）。接收，發送方又發來1個字節的數據（發送方的IP數據報是41字節）。接收方發回確認，仍然將窗口設置爲1個字節。這樣，網絡的效率很低。要解決這個問題，可讓接收方等待一段時間，使得或者接收緩存已有足夠空間容納一個最長的報文段，或者等到接收方緩存已有一半空閒的空間。只要出現這兩種情況，接收方就發回確認報文，並向發送方通知當前的窗口大小。此外，發送方也不要發送太小的報文段，而是把數據報積累成足夠大的報文段，或達到接收方緩存的空間的一半大小。
TCP的擁塞控制
1. 擁塞：即對資源的需求超過了可用的資源。若網絡中許多資源同時供應不足，網絡的性能就要明顯變壞，整個網絡的吞吐量隨之負荷的增大而下降。
擁塞控制：防止過多的數據注入到網絡中，這樣可以使網絡中的路由器或鏈路不致過載。擁塞控制所要做的都有一個前提：網絡能夠承受現有的網絡負荷。擁塞控制是一個全局性的過程，涉及到所有的主機、路由器，以及與降低網絡傳輸性能有關的所有因素。
流量控制：指點對點通信量的控制，是端到端正的問題。流量控制所要做的就是抑制發送端發送數據的速率，以便使接收端來得及接收。
擁塞控制代價：需要獲得網絡內部流量分佈的信息。在實施擁塞控制之前，還需要在結點之間交換信息和各種命令，以便選擇控制的策略和實施控制。這樣就產生了額外的開銷。擁塞控制還需要將一些資源分配給各個用戶單獨使用，使得網絡資源不能更好地實現共享。
2. 幾種擁塞控制方法
慢開始( slow-start )、擁塞避免( congestion avoidance )、快重傳( fast retransmit )和快恢復( fast recovery )。
2.1 慢開始和擁塞避免
發送方維持一個擁塞窗口 cwnd ( congestion window )的狀態變量。擁塞窗口的大小取決於網絡的擁塞程度，並且動態地在變化。發送方讓自己的發送窗口等於擁塞。
發送方控制擁塞窗口的原則是：只要網絡沒有出現擁塞，擁塞窗口就再增大一些，以便把更多的分組發送出去。但只要網絡出現擁塞，擁塞窗口就減小一些，以減少注入到網絡中的分組數。
慢開始算法：當主機開始發送數據時，如果立即所大量數據字節注入到網絡，那麼就有可能引起網絡擁塞，因爲現在並不清楚網絡的負荷情況。因此，較好的方法是先探測一下，即由小到大逐漸增大發送窗口，也就是說，由小到大逐漸增大擁塞窗口數值。通常在剛剛開始發送報文段時，先把擁塞窗口 cwnd 設置爲一個最大報文段MSS的數值。而在每收到一個對新的報文段的確認後，把擁塞窗口增加至多一個MSS的數值。用這樣的方法逐步增大發送方的擁塞窗口 cwnd ，可以使分組注入到網絡的速率更加合理。
每經過一個傳輸輪次，擁塞窗口 cwnd 就加倍。一個傳輸輪次所經歷的時間其實就是往返時間RTT。不過“傳輸輪次”更加強調：把擁塞窗口cwnd所允許發送的報文段都連續發送出去，並收到了對已發送的最後一個字節的確認。
另，慢開始的“慢”並不是指cwnd的增長速率慢，而是指在TCP開始發送報文段時先設置cwnd=1，使得發送方在開始時只發送一個報文段（目的是試探一下網絡的擁塞情況），然後再逐漸增大cwnd。
爲了防止擁塞窗口cwnd增長過大引起網絡擁塞，還需要設置一個慢開始門限ssthresh狀態變量（如何設置ssthresh）。慢開始門限ssthresh的用法如下：
當 cwnd < ssthresh 時，使用上述的慢開始算法。
當 cwnd > ssthresh 時，停止使用慢開始算法而改用擁塞避免算法。
當 cwnd = ssthresh 時，既可使用慢開始算法，也可使用擁塞控制避免算法。
擁塞避免算法：讓擁塞窗口cwnd緩慢地增大，即每經過一個往返時間RTT就把發送方的擁塞窗口cwnd加1，而不是加倍。這樣擁塞窗口cwnd按線性規律緩慢增長，比慢開始算法的擁塞窗口增長速率緩慢得多。
無論在慢開始階段還是在擁塞避免階段，只要發送方判斷網絡出現擁塞（其根據就是沒有收到確認），就要把慢開始門限ssthresh設置爲出現擁塞時的發送方窗口值的一半（但不能小於2）。然後把擁塞窗口cwnd重新設置爲1，執行慢開始算法。這樣做的目的就是要迅速減少主機發送到網絡中的分組數，使得發生擁塞的路由器有足夠時間把隊列中積壓的分組處理完畢。
如下圖，用具體數值說明了上述擁塞控制的過程。現在發送窗口的大小和擁塞窗口一樣大。
<1>. 當TCP連接進行初始化時，把擁塞窗口cwnd置爲1。前面已說過，爲了便於理解，圖中的窗口單位不使用字節而使用報文段的個數。慢開始門限的初始值設置爲16個報文段，即 cwnd = 16 。
<2>. 在執行慢開始算法時，擁塞窗口 cwnd 的初始值爲1。以後發送方每收到一個對新報文段的確認ACK，就把擁塞窗口值另1，然後開始下一輪的傳輸（圖中橫座標爲傳輸輪次）。因此擁塞窗口cwnd隨着傳輸輪次按指數規律增長。當擁塞窗口cwnd增長到慢開始門限值ssthresh時（即當cwnd=16時），就改爲執行擁塞控制算法，擁塞窗口按線性規律增長。
<3>. 假定擁塞窗口的數值增長到24時，網絡出現超時（這很可能就是網絡發生擁塞了）。更新後的ssthresh值變爲12（即變爲出現超時時的擁塞窗口數值24的一半），擁塞窗口再重新設置爲1，並執行慢開始算法。當cwnd=ssthresh=12時改爲執行擁塞避免算法，擁塞窗口按線性規律增長，每經過一個往返時間增加一個MSS的大小。
強調：“擁塞避免”並非指完全能夠避免了擁塞。利用以上的措施要完全避免網絡擁塞還是不可能的。“擁塞避免”是說在擁塞避免階段將擁塞窗口控制爲按線性規律增長，使網絡比較不容易出現擁塞。