擁塞控制機(jī)制解讀

? ? ? 主機(jī)A給主機(jī)B傳輸數(shù)據(jù)包的時(shí)候,如果主機(jī)A遲遲沒(méi)有收到主機(jī)B反饋的ACK蛙埂,那么主機(jī)A就會(huì)認(rèn)為它發(fā)送的數(shù)據(jù)包丟失了倦畅,進(jìn)而重新傳輸這個(gè)丟失的數(shù)據(jù)包。然而實(shí)際情況有可能是绣的,此時(shí)太多主機(jī)正在使用信道資源滔迈,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞了,A發(fā)送的數(shù)據(jù)包被堵在了半路被辑,遲遲沒(méi)有到達(dá)B燎悍。這個(gè)時(shí)候A誤認(rèn)為是發(fā)生了丟包情況,而重新傳輸這個(gè)數(shù)據(jù)包盼理。結(jié)果就是不僅浪費(fèi)了信道資源谈山,還會(huì)使網(wǎng)絡(luò)更加擁塞。因此宏怔,需要進(jìn)行擁塞控制來(lái)緩解這種情況奏路。

A與B建立連接之后,就可以向B發(fā)送數(shù)據(jù)了臊诊,然而這個(gè)時(shí)候A并不知道此時(shí)的網(wǎng)絡(luò)擁塞情況如何鸽粉,也就是說(shuō),A不知道一次性連續(xù)發(fā)送多少個(gè)數(shù)據(jù)包好抓艳,把A一次性連續(xù)發(fā)送多少個(gè)數(shù)據(jù)包稱之為擁塞窗口触机,用N代表此時(shí)擁塞窗口的大小吧。

為了探測(cè)網(wǎng)絡(luò)的擁塞情況,采取以下兩種策略:

1儡首、先發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包試探下片任,如果該數(shù)據(jù)包沒(méi)有發(fā)生超時(shí)事件(也就是沒(méi)有丟包)。那么下次發(fā)送時(shí)就發(fā)送2個(gè)蔬胯,如果還是沒(méi)有發(fā)生超時(shí)事件对供,下次就發(fā)送3個(gè),以此類推氛濒,即N = 1, 2, 3, 4, 5.....

2产场、一個(gè)一個(gè)增加實(shí)在是太慢了,所以可以剛開(kāi)始發(fā)送1個(gè)舞竿,如果沒(méi)有發(fā)生超時(shí)時(shí)間京景,就發(fā)送2個(gè),如果還是沒(méi)有發(fā)送超時(shí)事件就發(fā)送4個(gè)炬灭,接著8個(gè)...醋粟,用翻倍的速度類推,即 N = 1, 2, 4, 8, 16...

無(wú)論是第一種方法還是第二種方法,最后都會(huì)出現(xiàn)瓶頸值重归。不過(guò)這里值得注意的是米愿,第一種情況的增長(zhǎng)速率確實(shí)有點(diǎn)慢,但是第二種情況以指數(shù)增長(zhǎng)鼻吮,增長(zhǎng)速度有點(diǎn)太快了育苟,可能一下子就到瓶頸值了。

為了解決這個(gè)過(guò)慢或過(guò)快的問(wèn)題椎木,把第一種方法和第二種方法結(jié)合起來(lái)违柏。也就是說(shuō),剛開(kāi)始可以以指數(shù)的速度增長(zhǎng)香椎,增長(zhǎng)到某一個(gè)值漱竖,把這個(gè)值稱之為閾值吧,用變量ssthresh代替畜伐。當(dāng)增長(zhǎng)到閾值時(shí)馍惹,就不在以指數(shù)增長(zhǎng)了,而是一個(gè)一個(gè)線性增長(zhǎng)玛界。

所以最終的策略是:前期指數(shù)增長(zhǎng)万矾,到達(dá)閾值之后,就以一個(gè)一個(gè)線性的速度來(lái)增長(zhǎng)慎框。

把指數(shù)增長(zhǎng)階段稱之為慢啟動(dòng)良狈,線性增長(zhǎng)階段稱之為擁塞避免。

無(wú)論是指數(shù)增長(zhǎng)還是一個(gè)一個(gè)增長(zhǎng)笨枯,最終肯定會(huì)出現(xiàn)超時(shí)事件薪丁,總不可能無(wú)限增長(zhǎng)吧遇西。當(dāng)出現(xiàn)超時(shí)事件時(shí),就認(rèn)為此時(shí)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了擁塞了窥突,不能再繼續(xù)增長(zhǎng)了努溃。我們就把這個(gè)時(shí)候的N的值稱之為瓶頸值吧硫嘶,用MAX這個(gè)字母來(lái)代替吧阻问,即最大值。

當(dāng)?shù)竭_(dá)最大值之后采取的策略是這樣的:

回到最初的狀態(tài)沦疾,也就是說(shuō)從1称近,2,4哮塞,8.....開(kāi)始,不過(guò)這個(gè)時(shí)候還會(huì)把ssthresh調(diào)小刨秆,調(diào)為MAX值的一半,即ssthresh = MAX / 2忆畅。

超時(shí)事件發(fā)送就一定是網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了擁堵嗎衡未?其實(shí)也有可能不是出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)擁堵,有可能是因?yàn)槟硞€(gè)數(shù)據(jù)包出現(xiàn)了丟失或者損害了家凯,導(dǎo)致了這個(gè)數(shù)據(jù)包超時(shí)事件發(fā)生了缓醋。

為了防止這種情況,通過(guò)冗余ACK來(lái)處理绊诲。我們都知道送粱,數(shù)據(jù)包是有序號(hào)的,如果A給B發(fā)送M1, M2, M3, M4, M5...N個(gè)數(shù)據(jù)包掂之,如果B收到了M1, M2, M4....卻始終沒(méi)有收到M3抗俄,這個(gè)時(shí)候就會(huì)重復(fù)確認(rèn)M2,意在告訴A,M3還沒(méi)收到世舰,可能是丟失了动雹。

當(dāng)A連續(xù)收到了三個(gè)確認(rèn)M2的ACK,且M3超時(shí)事件還沒(méi)發(fā)生跟压。A就知道M3可能丟失了胰蝠,這個(gè)時(shí)候A就不必等待M3設(shè)置的計(jì)時(shí)器到期了,而是快速重傳M3裆馒。并且把ssthresh設(shè)置為MAX的一半姊氓,即ssthresh = MAX/2,但是這個(gè)時(shí)候并非把控制窗口N設(shè)置為1喷好,而是讓N = ssthresh翔横,N再一個(gè)一個(gè)增長(zhǎng)。

把這種情況稱之為快速恢復(fù)梗搅。而這種具有快速恢復(fù)的TCP版本稱之為TCP Reno禾唁。

還有另外一種TCP版本效览,無(wú)論是收到三個(gè)相同的ACK還是發(fā)生超時(shí)事件,都把擁塞窗口的大小設(shè)為1荡短,從最初狀態(tài)開(kāi)始丐枉,這種版本的TCP我們稱之為TCP Tahoe。

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