TCP流量控制 拥塞控制
2017-12-25 21:14
507 查看
1.流量控制
流量控制是点对点通信量的控制
如果发送端数据发送太快而接收端来不及接收，就会造成数据损失。
数据流主要分为两大类：成块数据流和交互数据流，针对这两种数据流采用不同的机制来进行流量控制
1.1成块数据流---滑动窗口机制
发送窗口连接建立时双方约定，但在通信的过程中，接收端可根据自己的资源情况，随时动态地调整对方的发送窗口上限值(可增大或减小)。
A向B发送数据，B告诉A：我的rwnd=400(receiver window)是400（这里的400指的是字节），
从图中可以看出，B进行了三次流量控制。第一次把窗口减少到 rwnd = 300 ，第二次又减到了 rwnd = 100 ，最后减到 rwnd = 0 ，即不允许发送方再发送数据了。这种使发送方暂停发送的状态将持续到主机B重新发出一个新的窗口值为止。B向A发送的三个报文段都设置了 ACK = 1 ，只有在ACK=1时确认号字段才有意义。
这里有一点需要注意：
假如，B向A发送了零窗口的报文段后不久，B的接收缓存又有了一些存储空间。于是B向A发送了rwind=400的报文段，然而这个报文段在传送中丢失了。A一直等待收到B发送的非零窗口的通知，而B也一直等待A发送的数据。这样就死锁了。为了解决这种死锁状态，TCP为每个连接设有一个持续计时器。只要TCP连接的一方收到对方的零窗口通知，就启动持续计时器，若持续计时器设置的时间到期，就发送一个零窗口探测报文段（仅携带1字节的数据），而对方就在确认这个探测报文段时给出了现在的窗口值。
1.2交互数据流---Nagle算法
其实Nagle更多的应该是提高传输效率，
由于TCP的数据传输分为交互数据流和成块数据流，交互数据流一般是一些交互式应用程序的命令，所以这些数据很小，而考虑到TCP报头和IP报头的总和就有40字节，在局域网通常不会引起麻烦啊，但是在广域网上这些小分组往往会增加拥塞的可能性。
Nagle算法（针对小分组）：若发送应用进程把要发送的数据逐个字节地送到TCP的发送缓存，则发送方就把第一个数据字节先发送出去，把后面到达的数据字节都缓存起 来。当发送方接收对第一个数据字符的确认后，再把发送缓存中的所有数据组装成一个报文段再发送出去，同时继续对随后到达的数据进行缓存。只有在收到对前一 个报文段的确认后才继续发送下一个报文段。当数据到达较快而网络速率较慢时，用这样的方法可明显地减少所用的网络带宽。
该算法的优越之处在于他的自适应性：确认到达越快，数据也发送的越快。
2.拥塞控制
什么是拥塞控制：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链路不致过载。
首先说明一下拥塞控制的四种方法：
慢开始( slow-start )、拥塞避免( congestion avoidance )、快重传( fast retransmit )和快恢复( fast recovery )。
其中快重传( fast retransmit )和快恢复( fast recovery )是“TCP Reno版本”之后开始启用的！
⑴首先看一下慢开始和拥塞避免算法：
cwnd:拥塞窗口，取决于网络拥塞程度，并且可以动态的变化。
ssthresh（慢开始门限）：
当 cwnd < ssthresh 时，使用慢开始算法。
当 cwnd > ssthresh 时，停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法。
当 cwnd = ssthresh 时，既可使用慢开始算法，也可使用拥塞控制避免算法。
①慢开始算法：
每经过一个传输轮次，拥塞窗口 cwnd 就加倍
②拥塞避免算法：
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。
无论在慢开始阶段还是在拥塞避免阶段，只要发送方判断网络出现拥塞（其根据就是没有收到确认），就要把慢开始门限ssthresh设置为出现拥塞时的发送方窗口值的一半（拥塞窗口是1，这里就不能小于2）。然后把拥塞窗口cwnd重新设置为1，执行慢开始算法。这样做的目的就是要迅速减少主机发送到网络中的分组数，使得发生拥塞的路由器有足够时间把队列中积压的分组处理完毕。
⑵快重传和快恢复
①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。
②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。
流量控制是点对点通信量的控制
如果发送端数据发送太快而接收端来不及接收，就会造成数据损失。
数据流主要分为两大类：成块数据流和交互数据流，针对这两种数据流采用不同的机制来进行流量控制
1.1成块数据流---滑动窗口机制
发送窗口连接建立时双方约定，但在通信的过程中，接收端可根据自己的资源情况，随时动态地调整对方的发送窗口上限值(可增大或减小)。
A向B发送数据，B告诉A：我的rwnd=400(receiver window)是400（这里的400指的是字节），
从图中可以看出，B进行了三次流量控制。第一次把窗口减少到 rwnd = 300 ，第二次又减到了 rwnd = 100 ，最后减到 rwnd = 0 ，即不允许发送方再发送数据了。这种使发送方暂停发送的状态将持续到主机B重新发出一个新的窗口值为止。B向A发送的三个报文段都设置了 ACK = 1 ，只有在ACK=1时确认号字段才有意义。
这里有一点需要注意：
假如，B向A发送了零窗口的报文段后不久，B的接收缓存又有了一些存储空间。于是B向A发送了rwind=400的报文段，然而这个报文段在传送中丢失了。A一直等待收到B发送的非零窗口的通知，而B也一直等待A发送的数据。这样就死锁了。为了解决这种死锁状态，TCP为每个连接设有一个持续计时器。只要TCP连接的一方收到对方的零窗口通知，就启动持续计时器，若持续计时器设置的时间到期，就发送一个零窗口探测报文段（仅携带1字节的数据），而对方就在确认这个探测报文段时给出了现在的窗口值。
1.2交互数据流---Nagle算法
其实Nagle更多的应该是提高传输效率，
由于TCP的数据传输分为交互数据流和成块数据流，交互数据流一般是一些交互式应用程序的命令，所以这些数据很小，而考虑到TCP报头和IP报头的总和就有40字节，在局域网通常不会引起麻烦啊，但是在广域网上这些小分组往往会增加拥塞的可能性。
Nagle算法（针对小分组）：若发送应用进程把要发送的数据逐个字节地送到TCP的发送缓存，则发送方就把第一个数据字节先发送出去，把后面到达的数据字节都缓存起 来。当发送方接收对第一个数据字符的确认后，再把发送缓存中的所有数据组装成一个报文段再发送出去，同时继续对随后到达的数据进行缓存。只有在收到对前一 个报文段的确认后才继续发送下一个报文段。当数据到达较快而网络速率较慢时，用这样的方法可明显地减少所用的网络带宽。
该算法的优越之处在于他的自适应性：确认到达越快，数据也发送的越快。
2.拥塞控制
什么是拥塞控制：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链路不致过载。
首先说明一下拥塞控制的四种方法：
慢开始( slow-start )、拥塞避免( congestion avoidance )、快重传( fast retransmit )和快恢复( fast recovery )。
其中快重传( fast retransmit )和快恢复( fast recovery )是“TCP Reno版本”之后开始启用的！
⑴首先看一下慢开始和拥塞避免算法：
cwnd:拥塞窗口，取决于网络拥塞程度，并且可以动态的变化。
ssthresh（慢开始门限）：
当 cwnd < ssthresh 时，使用慢开始算法。
当 cwnd > ssthresh 时，停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法。
当 cwnd = ssthresh 时，既可使用慢开始算法，也可使用拥塞控制避免算法。
①慢开始算法：
每经过一个传输轮次，拥塞窗口 cwnd 就加倍
②拥塞避免算法：
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。
无论在慢开始阶段还是在拥塞避免阶段，只要发送方判断网络出现拥塞（其根据就是没有收到确认），就要把慢开始门限ssthresh设置为出现拥塞时的发送方窗口值的一半（拥塞窗口是1，这里就不能小于2）。然后把拥塞窗口cwnd重新设置为1，执行慢开始算法。这样做的目的就是要迅速减少主机发送到网络中的分组数，使得发生拥塞的路由器有足够时间把队列中积压的分组处理完毕。
⑵快重传和快恢复
①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。
②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。
内容来自用户分享和网络整理，不保证内容的准确性，如有侵权内容，可联系管理员处理 
相关文章推荐
- TCP协议的流量控制和拥塞控制
- TCP的流量控制与拥塞控制小结
- TCP流量控制和拥塞控制
- NetWork——TCP的流量控制和拥塞控制
- TCP流量控制和拥塞控制
- TCP流量控制和拥塞控制
- NetWork——TCP的流量控制和拥塞控制
- TCP流量控制和拥塞控制
- TCP/IP笔记 三.运输层(2)——TCP 流量控制与拥塞控制
- TCP流量控制与拥塞控制
- TCP/IP详解学习笔记（15）-- TCP的流量控制和拥塞控制
- 【java面试系列之网络编程】TCP和UDP的区别、TCP协议的三次握手和四次挥手、TCP协议的通信状态、网络编程时的同步、异步、阻塞、非阻塞、进程间的通信方式、TCP的流量控制和拥塞控制
- TCP 流量控制、拥塞控制
- TCP可靠传输、流量控制、拥塞控制小结
- TCP/IP协议族之运输层（TCP流量控制和拥塞控制）
- TCP可靠传输的实现［流量控制、拥塞控制］
- 【TCP】流量控制和拥塞控制
- TCP的流量控制和拥塞控制
- TCP的流量控制和拥塞控制
- TCP的流量控制和拥塞控制