C++ TCP 拥塞控制实现：慢启动、拥塞避免、快速重传和快恢复

#include #include #include #include #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 int ssthresh=16MSS;//慢启动门限 初值为16 int cwnd=1MSS;//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/MSS2;//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* '<<endl; StartTrans(); return 0;