TCP拥塞控制

Wesley13
• 阅读 368

一般原理:发生拥塞控制的原因:资源(带宽、交换节点的缓存、处理机)的需求>可用资源。

作用:拥塞控制就是为了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者链路不至于过载。拥塞控制要做的都有一个前提:就是网络能够承受现有的网络负荷。

对比流量控制:拥塞控制是一个全局的过程,涉及到所有的主机、路由器、以及降低网络相关的所有因素。流量控制往往指点对点通信量的控制。是端对端的问题。

拥塞窗口

发送方为一个动态变化的窗口叫做拥塞窗口,拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度。发送方让自己的发送窗口=拥塞窗口,但是发送窗口不是一直等于拥塞窗口的,在网络情况好的时候,拥塞窗口不断的增加,发送方的窗口自然也随着增加,但是接受方的接受能力有限,在发送方的窗口达到某个大小时就不在发生变化了。

发送方如果知道网络拥塞了呢?发送方发送一些报文段时,如果发送方没有在时间间隔内收到接收方的确认报文段,则就可以人为网络出现了拥塞。

慢启动

主机开发发送数据报时,如果立即将大量的数据注入到网络中,可能会出现网络的拥塞。慢启动算法就是在主机刚开始发送数据报的时候先探测一下网络的状况,如果网络状况良好,发送方每发送一次文段都能正确的接受确认报文段。那么就从小到大的增加拥塞窗口的大小,即增加发送窗口的大小。

例子:开始发送方先设置cwnd(拥塞窗口)=1,发送第一个报文段M1,接收方接收到M1后,发送方接收到接收方的确认后,把cwnd增加到2,接着发送方发送M2、M3,发送方接收到接收方发送的确认后cwnd增加到4,慢启动算法每经过一个传输轮次(认为发送方都成功接收接收方的确认),拥塞窗口cwnd就加倍。

拥塞避免

为了防止cwnd增加过快而导致网络拥塞,所以需要设置一个慢开始门限ssthresh状态变量(我也不知道这个到底是什么,就认为他是一个拥塞控制的标识),它的用法:

  1. 当cwnd < ssthresh,使用慢启动算法,
  2. 当cwnd > ssthresh,使用拥塞控制算法,停用慢启动算法。
  3. 当cwnd = ssthresh,这两个算法都可以。

拥塞避免的思路:是让cwnd缓慢的增加而不是加倍的增长,每经历过一次往返时间就使cwnd增加1,而不是加倍,这样使cwnd缓慢的增长,比慢启动要慢的多。

无论是慢启动算法还是拥塞避免算法,只要判断网络出现拥塞,就要把慢启动开始门限(ssthresh)设置为设置为发送窗口的一半(>=2),cwnd(拥塞窗口)设置为1,然后在使用慢启动算法,这样做的目的能迅速的减少主机向网络中传输数据,使发生拥塞的路由器能够把队列中堆积的分组处理完毕。拥塞窗口是按照线性的规律增长,比慢启动算法拥塞窗口增长块的多。

实例: 1.TCP连接进行初始化的时候,cwnd=1,ssthresh=16。 2.在慢启动算法开始时,cwnd的初始值是1,每次发送方收到一个ACK拥塞窗口就增加1,当ssthresh =cwnd时,就启动拥塞控制算法,拥塞窗口按照规律增长, 3.当cwnd=24时,网络出现超时,发送方收不到确认ACK,此时设置ssthresh=12,(二分之一cwnd),设置cwnd=1,然后开始慢启动算法,当cwnd=ssthresh=12,慢启动算法变为拥塞控制算法,cwnd按照线性的速度进行增长。

AIMD(加法增大乘法减小)

  1. 乘法减小:无论在慢启动阶段还是在拥塞控制阶段,只要网络出现超时,就是将cwnd置为1,ssthresh置为cwnd的一半,然后开始执行慢启动算法(cwnd<ssthresh)。
  2. 加法增大:当网络频发出现超时情况时,ssthresh就下降的很快,为了减少注入到网络中的分组数,而加法增大是指执行拥塞避免算法后,是拥塞窗口缓慢的增大,以防止网络过早出现拥塞。 这两个结合起来就是AIMD算法,是使用最广泛的算法。拥塞避免算法不能够完全的避免网络拥塞,通过控制拥塞窗口的大小只能使网络不易出现拥塞。

快重传

快重传算法要求首先接收方收到一个失序的报文段后就立刻发出重复确认,而不要等待自己发送数据时才进行捎带确认。接收方成功的接受了发送方发送来的M1、M2并且分别给发送了ACK,现在接收方没有收到M3,而接收到了M4,显然接收方不能确认M4,因为M4是失序的报文段。如果根据可靠性传输原理接收方什么都不做,但是按照快速重传算法,在收到M4、M5等报文段的时候,不断重复的向发送方发送M2的ACK,如果接收方一连收到三个重复的ACK,那么发送方不必等待重传计时器到期,由于发送方尽早重传未被确认的报文段。

快恢复

  1. 当发送发连续接收到三个确认时,就执行乘法减小算法,把慢启动开始门限(ssthresh)减半,但是接下来并不执行慢开始算法。
  2. 此时不执行慢启动算法,而是把cwnd设置为ssthresh的一半, 然后执行拥塞避免算法,使拥塞窗口缓慢增大。

TCP拥塞控制

点赞
收藏
评论区
推荐文章
blmius blmius
2年前
MySQL:[Err] 1292 - Incorrect datetime value: ‘0000-00-00 00:00:00‘ for column ‘CREATE_TIME‘ at row 1
文章目录问题用navicat导入数据时,报错:原因这是因为当前的MySQL不支持datetime为0的情况。解决修改sql\mode:sql\mode:SQLMode定义了MySQL应支持的SQL语法、数据校验等,这样可以更容易地在不同的环境中使用MySQL。全局s
Jacquelyn38 Jacquelyn38
2年前
2020年前端实用代码段,为你的工作保驾护航
有空的时候,自己总结了几个代码段,在开发中也经常使用,谢谢。1、使用解构获取json数据let jsonData  id: 1,status: "OK",data: 'a', 'b';let  id, status, data: number   jsonData;console.log(id, status, number )
皕杰报表之UUID
​在我们用皕杰报表工具设计填报报表时,如何在新增行里自动增加id呢?能新增整数排序id吗?目前可以在新增行里自动增加id,但只能用uuid函数增加UUID编码,不能新增整数排序id。uuid函数说明:获取一个UUID,可以在填报表中用来创建数据ID语法:uuid()或uuid(sep)参数说明:sep布尔值,生成的uuid中是否包含分隔符'',缺省为
Easter79 Easter79
2年前
tcp 连接和关闭 网络 拥塞控制 流量控制
这个之前也没有太多接触,先贴几篇博客吧。http://www.cnblogs.com/sunxucool/p/3449068.html(https://www.oschina.net/action/GoToLink?urlhttp%3A%2F%2Fwww.cnblogs.com%2Fsunxucool%2Fp%2F3449068.html)h
Wesley13 Wesley13
2年前
UDT源码剖析(一)之总览
介绍随着网络带宽延时产品的增加,常用的TCP协议开始变得低效。这是因为它的AIMD算法彻底的减少了拥塞窗口,但不能快速的恢复可用带宽。理论上的流量分析表明TCP在BDP增高的情况下比较容易受到包损失攻击。另外,继承自TCP拥塞控制的不公平的RTT也成为在分布式数据密集程序中的严重问题。拥有不同RTT的并发TCP流将不公平地分享带宽。尽管在小的BDP网
Easter79 Easter79
2年前
Twitter的分布式自增ID算法snowflake (Java版)
概述分布式系统中,有一些需要使用全局唯一ID的场景,这种时候为了防止ID冲突可以使用36位的UUID,但是UUID有一些缺点,首先他相对比较长,另外UUID一般是无序的。有些时候我们希望能使用一种简单一些的ID,并且希望ID能够按照时间有序生成。而twitter的snowflake解决了这种需求,最初Twitter把存储系统从MySQL迁移
Wesley13 Wesley13
2年前
TCP可靠传输&流量控制&拥塞控制
TCP可靠传输TCP可靠传输的工作原理1.无差错1:无差错:A发送分组M1,发送就暂停发送,等待B的确认,B收到M1就向A发送确认,A收到对M1的确认后再发送下一个分组。(若A收到连续的M1分组的确认信息,则证明M2缺失)2:出现差错:
Wesley13 Wesley13
2年前
3.6 拥塞控制原理
3.6拥塞控制原理 3.6.1拥塞原因和代价1.情况1:两个发送方和一台具有无穷大缓存的路由器      两台主机A和B有一条连接,理想情况下,假如A和B都有无穷大的缓存,来自主机A和主机B的分组通过一台路由器,在一段容量为R的共享式输出链路上传输,路由器带有缓存,当速率超过输
Wesley13 Wesley13
2年前
TCP基础 —— 流量控制与拥塞控制
一:流量控制什么是流量控制?流量控制的目的?如果发送者发送数据过快,接收者来不及接收,那么就会有分组丢失。为了避免分组丢失,控制发送者的发送速度,使得接收者来得及接收,这就是流量控制。流量控制根本目的是防止分组丢失,它是构成TCP可靠性的一方面。如何实现流量控制?由滑动窗口
Python进阶者 Python进阶者
3个月前
Excel中这日期老是出来00:00:00,怎么用Pandas把这个去除
大家好,我是皮皮。一、前言前几天在Python白银交流群【上海新年人】问了一个Pandas数据筛选的问题。问题如下:这日期老是出来00:00:00,怎么把这个去除。二、实现过程后来【论草莓如何成为冻干莓】给了一个思路和代码如下:pd.toexcel之前把这