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目录 一、拥塞控制概述 二、TCP 拥塞控制算法 1. 慢启动 2. 拥塞避免 3. 快速恢复 4. 状态转换图 5. 拥塞窗口的变化举例 一、拥塞控制概述1. 如何限制发送方发送速率 TCP 拥塞控制设置 拥塞窗口 变量,表示为 cwnd: 它对发送方向网络中发送流量的速率进行了限制发送方中未被确认的数据量不会超过 cwnd 和 rwnd 中的最小值LastByteSent - LastByteAcked < min{CongWin, RcvWindow} 我们后面假设接收缓冲区足够大,以至可以忽略接收窗口 rwnd 的限制,因此在发送方中未被确认的数据量仅受限于拥塞窗口 cwnd 。 2. 发送方如何感知到拥塞 定义 丢包事件 为: 超时三个重复的 ACK一旦发生丢包事件,发送方就认为在发送方到接收方的路径上出现了拥塞。 3. 发送发如何选择发送速率 ① 一个丢失的报文段意味着拥塞,因此当丢失报文段时应当降低 TCP 发送方的速率。 ② 一个确认报文段指示该网络正在向接收方交付发送方的报文段,因此,当对先前未确认报文段的确认到达时,能够增加发送方的速率。 二、TCP 拥塞控制算法 1. 慢启动① 增长方式 初始速率慢但以指数增长 连接开始时,设置 cwnd = 1MSS,则发送速率为 1MSS/RTT;假设 MSS=500B 且 RTT=200ms,则初始发送速率为 20Kbps,远远小于有效带宽。因此,希望尽快达到期待的速率,故将以二的指数方式增加速率。 工作方式:cwnd 的值以 1 个 MSS 开始并且每当传输的报文段首次被确认就增加 1 个 MSS 。 ② 停止增长 (Tahoe 版) 检测到丢包事件时: 将慢启动阈值 ssthresh 设置为 cwnd/2将 cwnd 重置为 1 并重新开始慢启动为什么分开处理?因为三次重复确认表示网络还具有一定的数据传输能力 ③ 加性递增,乘性递减 加性递增:每个 RTT 内收到一个确认,拥塞窗口就增加一个 MSS乘性递减:发生丢包事件后将慢启动阈值 ssthresh 减半④ 由指数增长到线性增长 当检测到拥塞时 ssthresh 被设置为 cwnd/2,当 cwnd 从头开始重新增加并达到 ssthresh 时,继续让 cwnd 指数增长是很危险的,因为一个 RTT 就会使 cwnd 达到之前拥塞时的值。因此,我们需要结束慢启动并转移到拥塞避免模式。 2. 拥塞避免 当 cwnd 低于阀值,发送方处于慢启动阶段,窗口指数增长;当 cwnd 高于阀值,发送方处于拥塞避免阶段,窗口线性增长。① 增长方式 工作方式:每个 RTT 只将 cwnd 的值增加一个 MSS,即发送 N 个报文段,每到达一个 ACK 就增加 1/N 个 MSS 的拥塞窗口长度。 ② 停止增长 (Reno 版) 检测到超时时: 将慢启动阈值 ssthresh 设置为 cwnd/2将 cwnd 重置为 1 并进入快速恢复(Reno 版) 检测到三次重复确认时: 将慢启动阈值 ssthresh 设置为 cwnd/2将 cwnd 设置为 cwnd/2+3 并进入快速恢复 3. 快速恢复专门针对慢启动和拥塞控制状态中的三个重复确认事件 ① 丢失报文段的 ACK 到达之前: 每当收到一个冗余的 ACK,cwnd 的值增加一个 MSS 居然是指数增长 ② 丢失报文段的 ACK 到达之前出现丢包事件: 重传之后又超时了或者新报文段的 ACK 超时了 将慢启动阈值 ssthresh 设置为 cwnd/2将 cwnd 重置为 1 并进入慢启动③ 丢失报文段的 ACK 到达之后: 降低 cwnd 后进入拥塞避免状态 4. 状态转换图第八轮发生的是三个重复确认事件 |
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