TCPStaukontrolle

Die TCP-Staukontrolle ist ein Mechanismus des Transmission Control Protocol (TCP), der darauf abzielt, Netzwerkauslastung zu vermeiden, indem die Übertragungsrate eines TCP-Endpunkts basierend auf Feedback aus dem Netz reguliert wird. Sie verwendet Signale wie Paketverlust und Round-Trip Time (RTT), um die verfügbare Kapazität möglichst effizient zu nutzen, ohne Routerpuffer übermäßig zu belasten.

Zentrale Konzepte sind das Congestion Window (cwnd), das die maximal zu sendende Datenmenge begrenzt, sowie Slow Start und Congestion Avoidance. Beim Verbindungsaufbau beginnt cwnd klein (typisch 1 MSS) und wächst zunächst exponentiell (Slow Start), bis eine Schwelle (ssthresh) erreicht wird oder ein Verlustereignis auftritt; danach wächst cwnd langsamer, meist linear (Congestion Avoidance). Ein Verlust durch überlastete Pfade führt zur Reduktion von cwnd, um die Netzlast zu verringern. Duplicate ACKs führen oft zu Fast Retransmit und in einigen Varianten zu Fast Recovery, wodurch die Reaktionszeit auf Verluste verkürzt wird.

Historisch existieren verschiedene Staukontrollvarianten, darunter Tahoe, Reno und NewReno, die sich in der Behandlung von Verlusten und der Reaktion auf Duplikate-ACKs unterscheiden. In modernen Implementierungen kommen zusätzlich Weiterentwicklungen wie CUBIC zum Einsatz, die das Wachstum des cwnd speziell auf längeren Pfaden effektiver anpassen.

TCP-Staukontrolle steht in enger Wechselwirkung mit der Pufferverwaltung in Routern und dem Queue-Management. Große Puffer können zu längeren Verzögerungen führen (Bufferbloat) und die Wirksamkeit der Staukontrolle beeinflussen. RFCs wie RFC 5681 definieren grundlegende Prinzipien und Varianten der Staukontrolle (Tahoe, Reno, NewReno).