計網基礎-傳輸層之流量控制和擁塞控制

UDP無流量控制和擁塞控制，所以，咱們主要討論的是TCP的擁塞控制和流量控制，並要注意二者的區別。

 

擁塞Congestion

太多發送主機發送了太多數據或者速度過快，以致於網絡沒法處理

表現：

- 分組丟失（路由器緩存溢出）

- 分組延遲過大，甚至致使路由器不可用（在路由器緩存排隊）

 

Q：rdt（可靠數據傳輸）已經解決了分組丟失的問題，爲何要學習擁塞控制？

A：這是兩個不一樣的問題，rdt解決的是端到端，針對個體利益的角度，使用確認、重傳機制；擁塞控制是社會機制，從羣體利益角度，使得每個主機作出必定的犧牲，採用某種機制來控制整個網絡的負載。

 

Q：流量控制和擁塞控制有什麼不一樣？

A：流量控制是發送方不要發送的太快，致使接收方處理不了；而擁塞控制是不要讓整個網絡處理不了

 

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 擁塞的成因和代價

1. 兩個senders，兩個receivers，一個路由器（無限緩存），沒用重傳

致使：

C爲帶寬bandwidth，in和out是速率

- （右圖）擁塞時分組延遲delay太大

- （左圖）達到最大throughput吞吐量，<C/2時，線性增加，直至達到maxC

 

2. 一跳/一個路由器（有限的緩存），sender能夠重傳分組

致使：

備註：

- 狀況b，不能提早獲知路由器的緩存信息，只能經過肯定丟失才重傳

- 狀況b相對於a，意味着有效的吞吐量下降了，因爲擁塞，因爲丟失，須要重傳，（網絡資源是有限的）形成了網絡資源的浪費

- 狀況c，不只肯定分組丟失以後才重傳，並且會等待必定時間後重傳，這時候將有更多的重傳，因此吞吐量更低了

 

3. 四個sender，多跳/四個路由器（有限緩存），超時/重傳

 致使：

紅線和綠線競爭，都要使用R2，因爲擁塞，吞吐量也變低了，會形成不斷的丟失

Q：假如紅線已經在前一個路由器正常轉發，可是到達R2後因爲競爭擁塞，則會產生什麼代價？

A：相對於一跳，多跳擁塞會產生另外一個代價——任何用於該分組的」上游「傳輸能力全被浪費

前半段：in速率和out速率線性增長

後半段：當in速率增大到必定程度的時候，out速率基本等於0——>你們都在往裏面發數據，可是，幾乎沒用數據被正確的接收，意味着網絡癱瘓了/網絡全部的資源都被浪費掉了

 

 

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進行擁塞的控制，解決擁塞產生的代價

在傳輸層或者網絡層進行控制/管制數據、網絡的負載（成因）

 

方法（2種）

- 端到端的擁塞控制（在傳輸層，TCP就是使用這種方法）

網絡層或者網絡層的設備，好比路由器路由器並不須要顯式的支持，而是端系統經過管制/控制本身的發送速率，經過觀察loss、delay等網絡行爲判斷是否發生擁塞

 

- 網絡輔助的擁塞控制（在網絡層，典型的ATM就是使用這種方式）

路由器向發送方顯式的反饋網絡擁塞信息

簡單的擁塞指示（1bit）：SNA、DECbit、TCP/IP ECN、ATM

指示發送方應該使用何種速率