TCP依靠重傳機(jī)制保證了數(shù)據(jù)的可靠性傳輸，同時為了避免數(shù)據(jù)發(fā)送過快而超過對方的接受能力，TCP采用了流量控制機(jī)制，（具體可以參考滑動窗口法）。但是TCP的控制機(jī)制里面只考慮到了接收端的接受能力，而忽略了一個很重要的方面，那就是沒有考慮到網(wǎng)絡(luò)自己的傳輸能力，從而造成了整個網(wǎng)絡(luò)崩潰的發(fā)生。

???????????????????????????????? 圖1.當(dāng)負(fù)載超過Cliff之后，吞吐量就急劇下降，延遲相應(yīng)急劇上升。Cliff點(diǎn)也就是網(wǎng)絡(luò)的最大負(fù)載，一旦超過網(wǎng)絡(luò)的整體性能就大打折扣

與上面介紹的TCP的流控比較下就可以發(fā)現(xiàn)，流控主要是考慮接收端，不要發(fā)送過快，超過對方的接收能力，而擁塞控制則是要考慮到整個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使其負(fù)載不能超過網(wǎng)絡(luò)的最大承受能力。顯然擁塞發(fā)生的原因是因?yàn)椤靶枨蟆贝笥诹恕肮┙o”，網(wǎng)絡(luò)中的有限資源被多用戶共享使用，網(wǎng)絡(luò)本身無法根據(jù)資源的利用情況來限制某些用戶，并且隨著目前互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，上網(wǎng)的用戶和應(yīng)用的數(shù)量也隨之增長，這樣，如果不采取某種措施來協(xié)調(diào)資源的使用，那么擁塞的發(fā)生就是必然的。

擁塞控制是一件比較困難的事情：

目前互聯(lián)網(wǎng)采用的是報文交換(packet-switched)網(wǎng)絡(luò)，文交換網(wǎng)絡(luò)使得整個網(wǎng)絡(luò)變?yōu)榉植际降?#xff0c;在網(wǎng)絡(luò)中間沒有連接的概念，造成了每個節(jié)點(diǎn)所獲得的信息不是很完整，而不完整的信息要完成比較好的擁塞控制，那是非常困難的。并且互聯(lián)網(wǎng)上各處的網(wǎng)絡(luò)性能有很大的差異，因此控制算法還必須要有很好的適應(yīng)性才行。

用塞控制算法歷史：

1）TCP的擁塞控制由“慢啟動(Slow start)”和“擁塞避免(Congestion avoidance)”組成。

2）又針對性的加入了“快速重傳(Fast retransmit)”、“快速恢復(fù)(Fast Recovery)”算法。

3）又出現(xiàn)了選擇性應(yīng)答( selective acknowledgement,SACK)算法等。

慢啟動：最初的TCP在連接建立成功后會向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送大量的數(shù)據(jù)包，這樣很容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中路由器緩存空間耗盡，從而發(fā)生擁塞。因此新建立的連接不能夠一開始就大量發(fā)送數(shù)據(jù)包，而只能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況逐步增加每次發(fā)送的數(shù)據(jù)量，以避免上述現(xiàn)象的發(fā)生。具體來說，當(dāng)新建連接時，cwnd初始化為1個最大報文段(MSS)大小，發(fā)送端開始按照擁塞窗口大小發(fā)送數(shù)據(jù)，每當(dāng)有一個報文段被確認(rèn)，cwnd就增加1個MSS大小。這樣cwnd的值就隨著網(wǎng)絡(luò)往返時間(Round Trip Time,RTT)呈指數(shù)級增長，事實(shí)上，慢啟動的速度一點(diǎn)也不慢，只是它的起點(diǎn)比較低一點(diǎn)而已。我們可以簡單計(jì)算下：

開始 ---> cwnd = 1經(jīng)過1個RTT后 ---> cwnd = 2*1 = 2經(jīng)過2個RTT后 ---> cwnd = 2*2= 4經(jīng)過3個RTT后 ---> cwnd = 4*2 = 8 ? 如果帶寬為W，那么經(jīng)過RTT*log2W時間就可以占滿帶寬。

?

?擁塞避免：從慢啟動可以看到，cwnd可以很快的增長上來，從而最大程度利用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，但是cwnd不能一直這樣無限增長下去，一定需要某個限制。TCP使用了一個叫慢啟動門限(ssthresh)的變量，當(dāng)cwnd超過該值后，慢啟動過程結(jié)束，進(jìn)入擁塞避免階段。對于大多數(shù)TCP實(shí)現(xiàn)來說，ssthresh的值是65536(同樣以字節(jié)計(jì)算)。擁塞避免的主要思想是加法增大，也就是cwnd的值不再指數(shù)級往上升，開始加法增加。此時當(dāng)窗口中所有的報文段都被確認(rèn)時，cwnd的大小加1，cwnd的值就隨著RTT開始線性增加，這樣就可以避免增長過快導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞，慢慢的增加調(diào)整到網(wǎng)絡(luò)的最佳值。

上面討論的兩個機(jī)制都是沒有檢測到擁塞的情況下的行為，那么當(dāng)發(fā)現(xiàn)擁塞了cwnd又該怎樣去調(diào)整呢？

首先來看TCP是如何確定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入了擁塞狀態(tài)的，TCP認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)擁塞的主要依據(jù)是它重傳了一個報文段。上面提到過，TCP對每一個報文段都有一個定時器，稱為重傳定時器(RTO)，當(dāng)RTO超時且還沒有得到數(shù)據(jù)確認(rèn)，那么TCP就會對該報文段進(jìn)行重傳，當(dāng)發(fā)生超時時，那么出現(xiàn)擁塞的可能性就很大，某個報文段可能在網(wǎng)絡(luò)中某處丟失，并且后續(xù)的報文段也沒有了消息，在這種情況下，TCP反應(yīng)比較“強(qiáng)烈”：

1.把ssthresh降低為cwnd值的一半2.把cwnd重新設(shè)置為13.重新進(jìn)入慢啟動過程。

快速重傳機(jī)制：

其實(shí)TCP還有一種情況會進(jìn)行重傳：那就是收到3個相同的ACK。TCP在收到亂序到達(dá)包時就會立即發(fā)送ACK，TCP利用3個相同的ACK來判定數(shù)據(jù)包的丟失（相同的ACK證明對方?jīng)]收到你后續(xù)發(fā)過去的包，所以對方重復(fù)發(fā)送ack），此時進(jìn)行快速重傳，快速重傳做的事情有：

1.把ssthresh設(shè)置為cwnd的一半2.把cwnd再設(shè)置為ssthresh的值(具體實(shí)現(xiàn)有些為ssthresh+3)3.重新進(jìn)入擁塞避免階段。

后來的“快速恢復(fù)”算法是在上述的“快速重傳”算法后添加的，當(dāng)收到3個重復(fù)ACK時，TCP最后進(jìn)入的不是擁塞避免階段，而是快速恢復(fù)階段。快速重傳和快速恢復(fù)算法一般同時使用。

1.當(dāng)收到3個重復(fù)ACK時，把ssthresh設(shè)置為cwnd的一半，把cwnd設(shè)置為ssthresh的值加3，然后重傳丟失的報文段，加3的原因是因?yàn)槭盏?個重復(fù)的ACK，表明有3個“老”的數(shù)據(jù)包離開了網(wǎng)絡(luò)。 2.再收到重復(fù)的ACK時，擁塞窗口增加1。3.當(dāng)收到新的數(shù)據(jù)包的ACK時，把cwnd設(shè)置為第一步中的ssthresh的值。原因是因?yàn)樵揂CK確認(rèn)了新的數(shù)據(jù)，說明從重復(fù)ACK時的數(shù)據(jù)都已收到，該恢復(fù)過程已經(jīng)結(jié)束，可以回到恢復(fù)之前的狀態(tài)了，也即再次進(jìn)入擁塞避免狀態(tài)。

參考：http://www.cnblogs.com/fll/category/136411.html

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/menghuizuotian/p/3757911.html

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎勵來咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的网络拥塞控制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。