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拥塞控制1.什么是拥塞控制2.拥塞控制的方法(1)慢启动和拥塞避免(2)快速重传和快速恢复1.什么是拥塞控制
在计算机网络中的链路容量即带宽、交换结点中的缓存和处理机等都是网络的资源。在某段时间若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分网络的性能就要变坏。这种情况就叫做拥塞。 所谓拥塞控制就是防止过多的数据注入到网络中这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。拥塞控制是一个全局性的过程涉及到所有主机所有路由器以及与降低网络传输性能有关的所有因素。
2.拥塞控制的方法
(1)慢启动和拥塞避免
TCP 连接建立好之后CWND 将被设置成初始值IW (Initial Window)其大小为2~4个SMSS。但新的 Linux 内核提高了该初始值以减小传输滞后。此时发送端最多能发送 W字节的数据。此后发送端每收到接收端的一个确认其 CWND 就按照式(3-1)增加: CWNDmin (NSMSS) _______________(3-3) 其中N是此次确认中包含的之前未被确认的字节数。这样一来CWND 将按照指数形式扩大这就是所谓的慢启动。 慢启动必然使得 CWND 很快膨胀(可见慢启动其实不慢)并最终导致网络拥塞。因此 TCP 拥塞控制中定义了另一个重要的状态变量:慢启动门限slow start threshold sizessthresh)。当CWND 的大小超过该值时TCP 拥塞控制将进入拥塞避免阶段。
(2)快速重传和快速恢复
在很多情况下发送端都可能接收到重复的确认报文段比如 TCP 报文段丢失或者接收端收到乱序 TCP 报文段并重排之等。拥塞控制算法需要判断当收到重复的确认报文段时网络是否真的发生了拥塞或者说 TCP 报文段是否真的丢失了。具体做法是:发送端如果连续收到 3 个重复的确认报文段就认为是拥塞发生了。然后它启用快速重传和快速恢复算法来处理拥塞过程如下: 1)当收到第 3 个重复的确认报文段时按照式(3-3)计 ssthresh然后立即重传丢失的报文段并按照式(3-4)设置 CWND。 CWNDssthresh3*SMSS(3-42)每次收到1个重复的确认时设置 CWNDCWNDSMSS。此时发送端可以发送新的 TCP 报文段(如果新的 CWND 允许的话)。 3)当收到新数据的确认时设置CWNDssthresh (ssthresh 是新的慢启动门限值由第一计算得到)。 快速重传和快速恢复完成之后拥塞控制将恢复到拥塞避免阶段这一点由第 3 步操作可得知。
快速恢复 快速重传
