漫谈TCP Vegas如何收敛到公平

TCP Vegas，嗯，TCP维加斯，维加斯，你好。

Vegas是一个典型的AIAD算法。

我不是常说AIMD可以收敛到公平吗？这是有控制论作为理论基础的，AIAD，MIMD无论如何都不可能收敛，它们要么原地打转，要么正反馈到彻底失控。

知道你的魔改为什么让事情更糟糕了吗？因为你不懂控制论，你的魔改可能造成了正反馈，类似把话筒对着喇叭的那种。

可是Vegas就是一个AIAD算法啊。

Why Vegas？

其它算法都是在到达同步点实施Decrease操作的，可是Vegas的同步点是分布式的，所以在任何一个单独的连接中，均看不到这个同步点。Vegas不识别拥塞的信号，它是在运行过程中自动调节的，从而真正避免拥塞， Reno是识别到拥塞(同步点)后进行拥塞控制，Vegas是完全避免拥塞。

Vegas很简单，它不断的测算期望带宽和实际带宽的差异，通过这个差异来调节发送窗口。Vegas的具体细节不是本文的内容，本文主要介绍Vegas的公平性。

依然用之前的收敛图，我们来看一下Vegas如何收敛。

Vegas和其它算法的区别是，其它算法都是遇到同步点然后一起收敛，Vegas不需要这么一个收敛点。

所以我也就画不出那种单纯的收敛图了，只能在收敛区域做总体规划：

可以看出，按照Vegas算法，两个流的窗口均将收敛到11，12两个区域，这明显是公平的。

我的图画的不好，因为那些蓝色，橙色的线本应该是双曲线的一部分，但是drawio实在是很难画这种曲线，就只能用直线拼接来模拟了。

双曲线的意义是，w1和w2加在一起填充带宽和buffer，其实就是解一个方程而已：

$\alpha \le Diff=\frac{Cwnd}{RTprop}-\frac{Cwnd}{RTT}\le \beta$

最终，我们发现在1，2，3，4区域，w1是AI的，在6，7，8，9区域，w1是AD的，同理w2的动力学也如此，最终，我们发现w1和w2均向11，12区域靠拢，它们只能趋向于这个区域，而在这个区域，我们发现，w1和w2是公平的！

啦啦啦，这就是经理，这就是公平。Vegas如此收敛到公平。

前面我们看到，不管是Reno家族(包括BIC/CUBIC)还是Westwood，BBR都有个明确的收敛点，在这个收敛点执行同步操作，从而保证收敛到公平，然而Vegas没有这样的收敛点，Vegas是自觉收敛的，自觉同步。

那么我看来，如果全网都是Vegas，那就是正确的做法了。然而只要有一个流是非自觉调节的算法，比如Reno，CUBIC，那么Vegas就会被完虐，Vegas碰到Reno/CUBIC，就像TCP碰到UDP一样，根本原因就是， Vegas不和其它算法一起“同步”，换句话说，Vegas根本识别不了所谓的“同步”。

如果有别的采取其它算法的TCP流占据了buffer，Vegas会按照自己的逻辑来理解这个现实，“不应该啊，这家伙的Diff已经够大了，马上就会减窗了”，然而事实上，这些流根本就不是维加斯流…

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浙江温州皮鞋湿，下雨进水不会胖。