计网基础-传输层之流量控制和拥塞控制

UDP无流量控制和拥塞控制，所以，咱们主要讨论的是TCP的拥塞控制和流量控制，并要注意二者的区别。

 

拥塞Congestion

太多发送主机发送了太多数据或者速度过快，以致于网络没法处理

表现：

- 分组丢失（路由器缓存溢出）

- 分组延迟过大，甚至致使路由器不可用（在路由器缓存排队）

 

Q：rdt（可靠数据传输）已经解决了分组丢失的问题，为何要学习拥塞控制？

A：这是两个不一样的问题，rdt解决的是端到端，针对个体利益的角度，使用确认、重传机制；拥塞控制是社会机制，从群体利益角度，使得每个主机作出必定的牺牲，采用某种机制来控制整个网络的负载。

 

Q：流量控制和拥塞控制有什么不一样？

A：流量控制是发送方不要发送的太快，致使接收方处理不了；而拥塞控制是不要让整个网络处理不了

 

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 拥塞的成因和代价

1. 两个senders，两个receivers，一个路由器（无限缓存），没用重传

致使：

C为带宽bandwidth，in和out是速率

- （右图）拥塞时分组延迟delay太大

- （左图）达到最大throughput吞吐量，<C/2时，线性增加，直至达到maxC

 

2. 一跳/一个路由器（有限的缓存），sender能够重传分组

致使：

备注：

- 状况b，不能提早获知路由器的缓存信息，只能经过肯定丢失才重传

- 状况b相对于a，意味着有效的吞吐量下降了，因为拥塞，因为丢失，须要重传，（网络资源是有限的）形成了网络资源的浪费

- 状况c，不只肯定分组丢失以后才重传，并且会等待必定时间后重传，这时候将有更多的重传，因此吞吐量更低了

 

3. 四个sender，多跳/四个路由器（有限缓存），超时/重传

 致使：

红线和绿线竞争，都要使用R2，因为拥塞，吞吐量也变低了，会形成不断的丢失

Q：假如红线已经在前一个路由器正常转发，可是到达R2后因为竞争拥塞，则会产生什么代价？

A：相对于一跳，多跳拥塞会产生另外一个代价——任何用于该分组的”上游“传输能力全被浪费

前半段：in速率和out速率线性增长

后半段：当in速率增大到必定程度的时候，out速率基本等于0——>你们都在往里面发数据，可是，几乎没用数据被正确的接收，意味着网络瘫痪了/网络全部的资源都被浪费掉了

 

 

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进行拥塞的控制，解决拥塞产生的代价

在传输层或者网络层进行控制/管制数据、网络的负载（成因）

 

方法（2种）

- 端到端的拥塞控制（在传输层，TCP就是使用这种方法）

网络层或者网络层的设备，好比路由器路由器并不须要显式的支持，而是端系统经过管制/控制本身的发送速率，经过观察loss、delay等网络行为判断是否发生拥塞

 

- 网络辅助的拥塞控制（在网络层，典型的ATM就是使用这种方式）

路由器向发送方显式的反馈网络拥塞信息

简单的拥塞指示（1bit）：SNA、DECbit、TCP/IP ECN、ATM

指示发送方应该使用何种速率