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在tcp的拥塞控制中什么是慢启动加速递减和拥塞避免

发布时间:2019-07-25 05:37 来源:未知 编辑:admin

  为了防止网络的拥塞现象,TCP提出了一系列的拥塞控制机制。最初由V. Jacobson在1988年的论文中提出的TCP的拥塞控制由“慢启动(Slow start)”和“拥塞避免(Congestion avoidance)”组成,后来TCP Reno版本中又针对性的加入了“快速重传(Fast retransmit)”、“快速恢复(Fast Recovery)”算法,再后来在TCP NewReno中又对“快速恢复”算法进行了改进,近些年又出现了选择性应答( selective acknowledgement,SACK)算法,还有其他方面的大大小小的改进,成为网络研究的一个热点。

  TCP的拥塞控制主要原理依赖于一个拥塞窗口(cwnd)来控制,在之前我们还讨论过TCP还有一个对端通告的接收窗口(rwnd)用于流量控制。窗口值的大小就代表能够发送出去的但还没有收到ACK的最大数据报文段,显然窗口越大那么数据发送的速度也就越快,但是也有越可能使得网络出现拥塞,如果窗口值为1,那么就简化为一个停等协议,每发送一个数据,都要等到对方的确认才能发送第二个数据包,显然数据传输效率低下。TCP的拥塞控制算法就是要在这两者之间权衡,选取最好的cwnd值,从而使得网络吞吐量最大化且不产生拥塞。

  由于需要考虑拥塞控制和流量控制两个方面的内容,因此TCP的真正的发送窗口=min(rwnd, cwnd)。但是rwnd是由对端确定的,网络环境对其没有影响,所以在考虑拥塞的时候我们一般不考虑rwnd的值,我们暂时只讨论如何确定cwnd值的大小。关于cwnd的单位,在TCP中是以字节来做单位的,我们假设TCP每次传输都是按照MSS大小来发送数据的,因此你可以认为cwnd按照数据包个数来做单位也可以理解,所以有时我们说cwnd增加1也就是相当于字节数增加1个MSS大小。

  慢启动:最初的TCP在连接建立成功后会向网络中发送大量的数据包,这样很容易导致网络中路由器缓存空间耗尽,从而发生拥塞。因此新建立的连接不能够一开始就大量发送数据包,而只能根据网络情况逐步增加每次发送的数据量,以避免上述现象的发生。具体来说,当新建连接时,cwnd初始化为1个最大报文段(MSS)大小,发送端开始按照拥塞窗口大小发送数据,每当有一个报文段被确认,cwnd就增加1个MSS大小。这样cwnd的值就随着网络往返时间(Round Trip Time,RTT)呈指数级增长,事实上,慢启动的速度一点也不慢,只是它的起点比较低一点而已。

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