万字详文：TCP 拥塞控制详解( 十 ) _TCP

PROBE_BW：该状态下会照常计算当前的 bw，即瞬时带宽。然而在计算 pacing rate 以及 cwnd 时，并不会像在 STARTUP 状态时那样用一个很大的增益系数去扩张 pacing rate 和 cwnd，而是顺序的在[5/4，3/4，1，1，1，1，1，1]中选一个，感官上 bw 就在其停止增长的地方上下徘徊了。
/* The gain for deriving steady-state cwnd tolerates delayed/stretched ACKs: */static const int bbr_cwnd_gain= BBR_UNIT * 2;/* The pacing_gain values for the PROBE_BW gain cycle, to discover/share bw: */static const int bbr_pacing_gain[] = {BBR_UNIT * 5 / 4,/* probe for more available bw */BBR_UNIT * 3 / 4,/* drain queue and/or yield bw to other flows */BBR_UNIT, BBR_UNIT, BBR_UNIT,/* cruise at 1.0*bw to utilize pipe, */BBR_UNIT, BBR_UNIT, BBR_UNIT/* without creating excess queue... */};PROBE_RTT：当 PROBE_BW 检测到连续 10s 没有更新 min rtt 时就会进入该状态。该状态的目标是保持 BBR 的公平性并定期排空瓶颈队列，以收敛到真实的 min_rtt 。进入该模式时，BBR 会将 cwnd 的上限设置为 4 个数据包。在 flight pkg <= 4 后开始进行 rtt 探测，探测时间为 200ms，探测结束后 BBR 便会记录 min rtt，并离开 PROBE_RTT 进入相应的模式。代码见bbr_update_min_rtt函数。
Q：为什么 PROBE_BW 阶段 bbr_cwnd_gain 为 2？保证极端情况下，按照 pacing_rate 发送的数据包全部丢包时也有数据继续发送，不会产生空窗期。
Q：为什么在探测最小 RTT 的时候最少要保持 4 个数据包4 个包的窗口是合理的，infilght 分别是：刚发出的包，已经到达接收端等待延迟应答的包，马上到达的应答了 2 个包的 ACK 。一共 4 个，只有 1 个在链路上，另外 1 个在对端主机里，另外 2 个在 ACK 里。路上只有 1 个包。
6.3.4 BBR 算法表现BBR 将它的大部分时间的在外发送数据都保持为一个 BDP 大小，并且发送速率保持在估计得 BtlBw 值，这将会最小化时延。但是这会把网络中的瓶颈链路移动到 BBR 发送方本身，所以 BBR 无法察觉 BtlBw 是否上升了。所以，BBR 周期性的在一个 RTprop 时间内将 pacing_gain 设为一个大于 1 的值，这将会增加发送速率和在外报文。如果 BtlBw 没有改变，那么这意味着 BBR 在网络中制造了队列，增大了 RTT，而 deliveryRate 仍然没有改变。（这个队列将会在下个 RTprop 周期被 BBR 使用小于 1 的 pacing_gain 来消除）。如果 BtlBw 增大了，那么 deliveryRate 增大了，并且 BBR 会立即更新 BtlBw 的估计值，从而增大了发送速率。通过这种机制，BBR 可以以指数速度非常快地收敛到瓶颈链路。
如下图所示，在 1 条 10Mbps，40ms 的流在 20s 稳定运行之后将 BtlBw 提高了 1 倍（20Mbps），然后在第 40s 又将 BtlBw 恢复至 20Mbps 。

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bbr 带宽变化
下图展示了 1 个 10Mbps，40ms 的 BBR 流在一开始的 1 秒内，发送方（绿线）和接收方（蓝线）的过程。红线表示的是同样条件下的 CUBIC 发送。垂直的灰线表示了 BBR 状态的转换。下方图片展示了两种连接的 RTT 在这段时间的变化。注意，只有收到了 ACK（蓝线）之后才能确定出 RTT，所以在时间上有点偏移。图中标注了 BBR 何时学习到 RTT 和如何反应。

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10Mbps、40ms链路上BBR流的第一秒
下图展示了在上图中展示的 BBR 和 CUBIC 流在开始 8 秒的行为。CUBIC（红线）填满了缓存之后，周期性地在 70%~100%的带宽范围内波动。然而 BBR（绿线）在启动过程结束后，就非常稳定地运行，并且不会产生任何队列。

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在10Mbps、40ms链路上的BBR流和CUBIC流的前8秒对比
下图展示了在一条 100Mbps，100ms 的链路上，BBR 和 CUBIC 在 60 秒内的吞吐量与随机丢包率（从 0.001%~50%）的关系。在丢包率只有 0.1%的时候，CUBIC 的吞吐量就已经下降了 10 倍，并且在丢包率为 1%的时候就几乎炸了。而理论上的最大吞吐量是链路速率乘以（1-丢包率）。BBR 在丢包率为 5%以下时还能基本维持在最大吞吐量附近，在 15%丢包率的时候虽然有所下降但还是不错。

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BBC和CUBIC的吞吐量与丢包率的关系
6.4 Westwood 算法TCP Westwood 算法简称 TCPW，和 bbr 算法类似是基于带宽估计的一种拥塞控制算法。TCPW 采用和 Reno 相同的慢启动算法、拥塞避免算法。区别在于当检测到丢包时，根据带宽值来设置拥塞窗口、慢启动阈值。