拥塞控制学习笔记

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拥塞: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,网络性能就要变坏,这种情况叫做拥塞(congestion)。

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。

慢开始(slow-start) 拥塞避免(congestion avoidance ) 快重传(fast restransmit) 快恢复(fast recovery)

先假定如下条件:

  1. 数据是单方向传送,而另一个方向只传送确认。
  2. 接收方总是有足够大的缓存空间,因而发送方发送窗口的大小由网络的拥塞程度来决定。
  3. 以最大报文段MSS的个数为讨论问题的单位,而不是以字节为单位。
  • 发送方维护一个叫做拥塞窗口cwnd的状态变量,其值取决于网络的拥塞程度,并且动态变化。

    • 拥塞窗口cwnd的维护原则:只要网络没有出现拥塞,拥塞窗口就再增大一些;但只要网络出现拥塞,拥塞窗口就减少一些。
    • 判断出现网络拥塞的依据:没有按时收到应当到达的确认报文(即发送超时重传)。
  • 发送方将拥塞窗口作为发送窗口swnd,即swnd =cwnd

  • 发送方维护一个慢开始门限ssthresh状态变量。

    • 当cwnd< ssthresh时,使用慢开始算法。
    • 当cwnd>sstresh时,使用拥塞避免算法。

cwnd=1

swnd=cwnd

ssthresh=16

数字指的是一次性传输的数量

慢开始算法:发送方每收到一个新报文段的确认时,就把拥塞窗口值+1,当拥塞窗口值增长到慢开始门限时,则采用拥塞避免算法。(1 2 4 8 16)指数上升。

拥塞避免算法;(17 18 19 20 21) cwnd+1这样改变窗口。

  • 重传计时器超时,判断网络很可能出现了拥塞,进行以下工作:

    • 将ssthresh值更新为发生拥塞时cwnd值的一半。

    • 将cwnd值减少为1,并重新开始执行慢开始算法。

  • 慢开始是指一开始向网络注入的报文段少,并不是指拥塞窗口cwnd增长速度慢。

  • 拥塞避免并非指完全能够避免拥塞,而是指在拥塞避免阶段将拥塞窗口控制为安线性规律增长,使网络比较不容易出现拥塞。

有时,个别报文段会在网络中丢失,但实际上网络并未发生拥塞。

使用快重传算法可以让发送方尽早知道发生了个别报文段的丢失。

所谓快重传,就是使发送不要等待自己发送数据时才进行捎带确认,而是要立即发送确认

即是收到失序的报文段也要立即发出对已收到的报文段的重复确认。

发送方一旦收到3个连续的重复确认,就将相应的报文段立即重传,而不是等该报文段的超时计时器超时再重传。

发送方一旦收到3个重复确认,就知道现在只是丢失了个别报文段,于是不启动慢开始算法,而执行快恢复算法。

  • 发送发将慢开始门限ssthreash值和拥塞窗口cwnd值调整为当前窗口的一半;开始执行拥塞避免算法。

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