第3章传输层及UPDTCP协议祥解.ppt

Company Logo 6 TCP的流量控制 图3-34接收端的接收缓存与空闲缓存 Company Logo 6 TCP的流量控制 用示意图3-35说明发送端利用接收端反馈的报文段首部中的接收窗口字段，来控制发送端流水线发送数据速率的流量控制原理 图3-35接收端利用接收窗口字段控制发送端发送流量示意 seq=1000 A还可以发4000字节 同意释放连接 seq=2000 seq=3000 ACK=3001,rcvWin=3000 seq=7000 seq=4000 seq=5000 seq=6000 ACK=7000,rcvWin=2000 ACK=8000,rcvWin=0 A还可以发3000字节 同意释放连接 A还可以发2000字节 同意释放连接 应用进程读取1000字节，允许A再发3000字节 同意释放连接 A还可以发2000字节 同意释放连接 A还可以再发1000字节 同意释放连接 应用进程读取2000字节，允许A再发2000字节 同意释放连接 seq=8000 A发送窗口已满，已不能再发 同意释放连接 A还可以再发1000字节 同意释放连接 A还可以再发1000字节 同意释放连接 空闲缓存已满，不允许A 同意释放连接 主机B 主机A Company Logo 7 TCP的拥塞控制 由图3-1解析出的第三个问题，即向网络信道提交数据包太多，而使整个网络或网络局部出现拥塞，导致数据传输延迟太长，甚至数据包丢失而不能传输到目的主机，传输层采用什么技术解决。本节分析TCP的拥塞控制策略。 发送端无论是为了执行流量控制还是拥塞控制，都是通过降低发送窗口的大小，减少发送数据量与速度。发送端在确定发送报文段的速率时，既要根据接收端的接收能力，又要从全局考虑防止网络发生拥塞。因此为了说明发送端的发送窗口的设置策略，我们对每一个TCP连接的发送端，给出如下两个变量： Company Logo 7 TCP的拥塞控制 （1）接收端窗口rcvwnd（receiver window），是接收端根据其接收缓存空闲空间大小，允许发送端发送数据的必威体育精装版窗口值，是来自接收端的流量控制。 （2）拥塞窗口conwnd（congestion window），是发送端自己根据所预测的网络拥塞程度而设置的窗口值。 很显然，发送窗口的上限值应当设置为rcvwnd与conwnd这两个变量中较小的一个，即按如下公式确定： 发送窗口上限值=min[rcvwnd,conwnd] Company Logo 7 TCP的拥塞控制 为理解拥塞控制策略，我们假设接收端的接收缓存足够大，即rcvwnd值足够大，也就是发送端的发送窗口上限只需考虑受拥塞窗口conwnd的制约。 讨论TCP拥塞控制策略,即是讨论TCP根据所预测的网络拥塞状态，如何调整拥塞窗口conwnd变量值的算法。TCP在因特网建议标准[RFC 2581]定义了调整conwnd的以下两种算法：慢启动和拥塞避免，两种算法在拥塞窗口变量conwnd调整的模型图如图3-36。 Company Logo 7 TCP的拥塞控制 图3-36 TCP拥塞窗口变化策略 0 0 4 8 12 16 20 传输回合 进入拥塞避免 发生超时 指数规律增长 线性规律增长 threshold =16 慢启动 拥塞避免 更新后的 threshold = 12 进入拥塞避免 2 4 6 8 慢启动 拥塞避免 10 12 14 16 18 20 24 Company Logo 7 TCP的拥塞控制 1．慢启动 从图3-36以及这里的描述可见，慢启动的“慢”并不是指conwnd的增长速度慢，而是一开始在较小的拥塞窗口限制的情况下，发送报文段的速率慢。这样控制发送端在开始采取试探性的向网络发送的报文段速率与数据量很低，这对防止网络较快出现拥塞是个非常有效的措施。 Company Logo 7 TCP的拥塞控制 2．拥塞避免 当拥塞窗口增加到很大值的时候，发送端发送数据的速率会很高，如果一直这样指数级增长，容易导致更快的出现网络拥塞。拥塞控制策略在慢启动阶段将拥塞窗口指数级增长到一定值后，需要改变策略以进入一个新的较慢增加拥塞窗口的拥塞避免阶段，TCP采用拥塞避免算法。为设置进入拥塞避免阶段的一个转折点，拥塞控制还需设计另一个变量，即慢启动阀值(threshold)。该阀值的用法如下： 当conwndthreshold时，拥塞窗口处于慢启动算法调整阶段 当conwnd=threshold时，拥塞窗口停止使用慢启动算法，进入拥塞避免调整阶段 Company Logo 7 TCP的拥塞控制 3．快速重传和快速恢复 发送端接收到3个冗余的ACK