When both endpoints support ECN they mark their packets with ECT(0) or ECT(1). Routers treat the ECT(0) and ECT(1) codepoints as equivalent. If the packet traverses an active queue management (AQM) queue (e.g., a queue that uses random early detection (RED)) that is experiencing congestion and the corresponding router supports ECN, it may change the code point to CE instead of dropping the packet. This act is referred to as "marking" and its purpose is to inform the receiving endpoint of impending congestion. At the receiving endpoint, this congestion indication is handled by the upper layer protocol (transport layer protocol) and needs to be echoed back to the transmitting node in order to signal it to reduce its transmission rate.

基于上述ECN的工作机制，我有一个疑问：既然拥塞是路由器首先检测到的，为什么不让路由器直接发送类似ICMP的消息给发送端（哪怕扩展ICMP增加拥塞选项），让发送端更早地降低拥塞窗口？反而要等数据包到达接收端后，再由接收端通过TCP的ECE标记回传拥塞信号？如果数据包到达接收端的这段时间里，发送端继续发送大量数据，会不会引发bufferbloat，导致路由器上的其他连接出现高延迟和抖动？

我自己也做了一些猜想：可能是路由器在处理大量连接时，生成控制消息的开销太大，得不偿失；或者是为了把拥塞控制留在传输层，但IPv4本身已经通过2位ECN字段支持拥塞信息，这又让我对这个理由产生怀疑。另外我还想过，是不是需要让数据包经过所有路由节点来明确拥塞节点，但帧、数据报和段的头部都没有记录单个节点的字段，这个理由也站不住脚。不过我找不到相关的权威资料来验证这些猜想。

这是个非常犀利的问题，直接触及了ECN设计背后的核心权衡逻辑，咱们从几个关键维度来拆解：

1. 路由器的核心职责与性能约束 #

路由器的本质是高速转发设备，它的所有设计都是围绕“尽可能快地处理和转发数据包”展开的。如果让路由器在检测到拥塞时生成并发送ICMP反馈，会带来两个致命问题：

• CPU开销暴增：核心路由器每秒要处理数百万甚至数千万个数据包，每个拥塞包都要生成新的ICMP消息、封装IP头、查找路由，这会直接耗尽路由器的CPU资源，严重影响转发性能；
• 带宽资源浪费：额外的ICMP消息会占用宝贵的网络带宽，尤其是在拥塞场景下，这相当于“雪上加霜”，反而会加剧拥塞。

而ECN标记只是修改IP头里的2个比特，几乎不需要额外的计算和带宽开销，完全符合路由器“轻量处理”的设计要求。

2. 端到端的可靠性与一致性 #

如果路由器直接发ICMP给发送端，会面临以下问题：

• ICMP本身不可靠：ICMP消息没有重传机制，很可能在传输过程中丢失，发送端收不到反馈就会继续高速发送，反而加重拥塞；
• 多节点拥塞的冲突：如果路径上多个路由器都检测到拥塞，发送端会收到一堆重复的拥塞反馈，导致过度降速，甚至引发不必要的流量震荡。

而通过接收端统一回传ECE标记，相当于把路径上的所有拥塞信号合并成一个有序的反馈（通过TCP的ACK机制），既保证了可靠性（ACK会被重传直到发送端收到），又避免了重复反馈的问题，完美契合TCP端到端的控制逻辑。

3. 协议兼容性与现有栈的复用 #

TCP已经有一套成熟的拥塞控制机制（慢启动、拥塞避免、快速恢复等），ECE标记是直接复用TCP的ACK机制来传递拥塞信号，不需要修改发送端的核心拥塞控制逻辑。

如果改用ICMP扩展的方式，不仅要修改IP协议规范，还要让TCP模块去处理ICMP的拥塞消息，这会打破TCP/IP分层设计的原则（网络层负责交付，传输层负责端到端控制），而且要兼容大量旧的设备和协议栈，迁移成本极高，几乎不可能在大规模互联网中推广。

4. 关于bufferbloat的顾虑 #

你担心的“延迟反馈导致bufferbloat”其实是有道理的，但ECN的设计已经通过AQM算法（比如RED、CoDel、FQ_CoDel）解决了这个问题：AQM会在队列满之前就标记ECN包，而不是等到队列溢出。另外，接收端收到CE标记的包后，会在下一个ACK里立即带上ECE标记，这个延迟只占一个RTT的很小一部分，几乎不会引发严重的bufferbloat——毕竟发送端的拥塞窗口调整本身也是基于RTT的周期来进行的。

最后回应你的几个猜想 #

• 关于“追踪拥塞节点”：ECN的设计目标不是让发送端知道“哪个路由器拥塞”，而是让发送端知道“路径上存在拥塞”——不管是哪个节点拥塞，发送端降速都是正确的应对方式，追踪具体节点对拥塞控制没有实际意义；
• 关于“分层设计”：IP层的ECN标记只是传递拥塞信号，而拥塞控制的逻辑确实留在传输层（TCP），这完全符合分层原则：网络层负责告知“网络状态”，传输层负责根据状态调整流量。让路由器直接发反馈会把网络层和传输层的职责混在一起，反而破坏了分层设计的灵活性。

总结来说，ECN选择由接收端回传拥塞信号，是在性能可扩展性、协议兼容性、端到端一致性这几个核心因素之间做出的最优权衡，虽然看起来绕了一步，但却是最适合大规模互联网的设计方案。

备注：内容来源于stack exchange，提问作者ConventionalProgrammer