运输层 - TCP拥塞控制 - 《计算机网络》

一、概述
二、慢开始拥塞避免
- 慢开始和拥塞避免的缺点
三、快重传
四、快恢复
五、总结
六、习题

一、概述

拥塞：在某段时间内，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，这种情况就叫拥塞。若对拥塞不进行控制，整个网络的吞吐量将随着负荷的增大而下降。输入载荷：单位时间内输入给网络的分组数量。吞吐量：单位时间内从网络中输出的分组数量。理想拥塞控制：在吞吐量达到包和之前，网络吞吐量=输入载荷无拥塞控制：在吞吐量未达到饱和时，就已经有一部分数据被抛弃了。轻度拥塞：当吞吐量明显小于理想的吞吐量时，就进入轻度拥塞状态死锁：当输入负载到达某一数值时，吞吐量反而随着输入负载和增大而减小，直至为0

四种拥塞控制方法：慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复假定以下条件：

二、慢开始拥塞避免

传输伦次：发送方给接收方发送数据报文段后，接收方给发送方发回相应的确认报文段，一个传输伦次所经历的时间，就是往返时间（并非恒定数值）。 拥塞窗口：根据网络拥塞程度以及所使用的拥塞控制算法动态变化。当TCP双方建立连接时，拥塞控制窗口被设置为1，慢开始门限为16。拥塞窗口是几，就能发送几个数据报文段。描述拥塞控制的过程：

（慢开始算法）刚开始时当发送方发送一个报文段并收到对该报文段的确认，接收方的拥塞控制窗口加一，发送2个报文段并收到这两个报文段的确认报文，拥塞控制窗口增大到4。发送方继续发送4个报文段收到这四个报文段的确认报文段，拥塞控制窗口增大到8.直到拥塞控制窗口增大到16。拥塞控制窗口增大到16时和慢开始门限值相等。之后改用拥塞避免算法。
（拥塞控制算法）每个传输伦次结束后，控制窗口值只能线性加1。而不像慢开始算法那样，每次传输伦次结束后，拥塞控制窗口的值按指数规律增长。当窗口增大到24，当发送24个数据报文段后，有几个报文段在传输过程中丢失了几个。这会造成发送方对这些丢失的报文段得超时重传。
发送方以此判断网络很可能出现了拥塞，需要进行以下工作：

（1）将慢开始门限ssthresh值更新为发生拥塞时cwnd的值的一半，发生拥塞时窗口值为24，这时更新为12。（2）将拥塞窗口值设置为1，并重新开始慢开始算法。

当拥塞控制窗口的值增大到慢开始门限值（12）时，就停止使用慢开始算法，转而使用拥塞避免算法。

“慢开始”是指一开始像网络注入的报文段少，并不是指拥塞控制窗口cwnd的增长速度慢。 “拥塞避免”也不是指能够完全避免拥塞，而是指在拥塞控制阶段，将拥塞控制窗口的值控制为线性规律增长，使网络不容易出现拥塞。