计网基础-TCP拥塞控制的方法

 

上篇文章讲的是拥塞的成因和代价

该篇，我们将学习如何进行拥塞拥塞控制

 

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拥塞控制基本原理：

成因：太多的发送方以太快的速度发送了太多的数据

方法一（在传输层，端系统自己判断，TCP即采用此种方式）：控制数据、网络的负载，管制发送方的发送速率

方法二（在网络层，路由器网络辅助方式）：暂不考虑，可自行查询ATM ABR（available bit rate）拥塞控制、RM（resource management） cells相关知识

 

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TCP拥塞控制

Sender限制发送速率？CongWin窗口！

LastByteSent - LastByteAcked <= CongWin拥塞窗口

rate = CongWin/RTT Bytes/sec

 

CongWin拥塞窗口

- 动态调整以改变发送速率rate？加性增乘性减，慢启动！

- 反映所感知到的拥塞控制

 

如何感知网络拥塞？Loss事件！

- 接收到3个Ack

- timeout超时

发生以上任意一种Loss事件后，发送方就要降低速率

 

如何合理地动态地调整发送速率？加性增乘性减，慢启动！

- 加性增-乘性减：AIMD

- 慢启动：SS

 

加性增乘性减AIMD

原理：逐渐增加发送速率，谨慎探测可用带宽，直到发生loss

方法：

additive increase：每个RTT将CongWin增大一个MSS——拥塞避免

multiplicative decrease：发生loss后将CongWin减半

 

慢启动SS

原因：当TCP连接刚开始创建的时候，初始值一般设置为1，很小，假如使用线性增长（加性增），则需要很长时间才能增长到一个可用的带宽，会造成浪费

方法（快速启动->）：

初始时，CongWin=1，每个RTT将CongWin翻倍（收到每个ACK时进行操作）

初始速率虽然很慢，但增长速率很快攀升

 

改进：线性增长和加性增长进行切换？Threadhold变量！

Q：不可能一直指数增长，我们应该在某一个时间改为线性增长，那么何时应该把指数增长切换为线性增长（即进入拥塞避免阶段）？

A：当CongWin达到loss事件前值的1/2时，如下图第4sec、第12sec的时候

注意，在第9sec的时候，一个从1开始，一个从6开始，为什么呢？

- 原版本：乘性减，直接置为1

- Reno版本：减为（前值的）一半

 

Loss事件时使用的两种手段

- 3个重复的ACK：CongWin切为一半然后线性增长

- Timeout事件：CongWin直接置为1，指数增长，达到threadhold时，再线性增长

 

 

 

 

初始时，CongW=1