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【计算机网络】传输层 : TCP 拥塞控制 ( 慢开始 | 拥塞避免 | 快重传 | 快恢复 )

發(fā)布時間：2025/6/17 编程问答 28 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了【计算机网络】传输层 : TCP 拥塞控制 ( 慢开始 | 拥塞避免 | 快重传 | 快恢复 ) 小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

文章目錄

一、TCP 擁塞控制
二、TCP 擁塞控制算法
三、慢開始和擁塞避免算法
四、快重傳和快回復(fù) 算法

一、TCP 擁塞控制

TCP 擁塞控制 :

① 擁塞出現(xiàn)表現(xiàn) : 資源需求總和大于可用資源 ;

② 擁塞問題發(fā)展 : 網(wǎng)絡(luò)中資源供應(yīng)不足 -> 網(wǎng)絡(luò)性能降低 -> 網(wǎng)絡(luò)吞吐量隨著負(fù)荷增加而降低

③ 擁塞控制 : 防止數(shù)據(jù)大量注入到網(wǎng)絡(luò)中 , 降低整體網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)的發(fā)送速率 , 流量控制是降低一臺主機(jī)的發(fā)送速率 ;

④ 流量控制與擁塞控制 : 流量控制是點到點的問題 , 擁塞控制是全局性問題 ;

二、TCP 擁塞控制算法

TCP 擁塞控制算法 :

慢開始
擁塞避免
快重傳
快恢復(fù)

TCP 擁塞控制相關(guān)術(shù)語 :

① 單向傳輸 : 擁塞控制假定單向傳輸數(shù)據(jù) , 發(fā)送方向接收方發(fā)送數(shù)據(jù) , 接收方向發(fā)送方回送確認(rèn)信息 ;

② 發(fā)送窗口 : 接收方緩存空間足夠大 , 發(fā)送窗口大小取決于網(wǎng)絡(luò)擁塞程度 ; 發(fā)送窗口大小是接收窗口 rwnd 和擁塞窗口 cwnd 中的較小的值 ;

③ 接收窗口 : 接收方根據(jù) 接收緩存設(shè)置接收窗口大小值 , 同時將該大小告知發(fā)送方 , 可以反映接收方容量 ;

④ 擁塞窗口 : 發(fā)送方估算網(wǎng)絡(luò)擁塞程度 , 設(shè)置合適的擁塞窗口值 , 反映當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)容量 ;

( 知道每個算法的原理 , 細(xì)節(jié)僅做了解 )

三、慢開始和擁塞避免算法

坐標(biāo)系說明 :

① 縱坐標(biāo) : 縱坐標(biāo) 是擁塞窗口 cnwd 大小 , 單位是一個報文段 , 長度是一個最大報文段長度 MSS ;

如 : 縱坐標(biāo)的 4 指的是 4 個 MSS , 8 指的是 8 個 MSS ;

② 橫坐標(biāo) : 橫坐標(biāo) 是傳輸輪次 ;

往返時延 : 一個傳輸輪次是發(fā)送一批報文段 , 并接收到它們的確認(rèn)信息所花費的時間 ; 即 RTT ;
如 : 發(fā)送方向接收方發(fā)送 N 個報文段 , 發(fā)送方發(fā)送完畢后 , 接收到所有 N 個報文段的確認(rèn)信息 , 所花費的時間 , 就是一個傳輸輪次 ;
報文段發(fā)送間隔 : 也可以理解成發(fā)送方開發(fā)發(fā)送一批擁塞窗口中的報文段 , 到開始發(fā)送下一批擁塞窗口報文段的時間 ;

慢開始和擁塞避免算法 :

① 慢開始 : 擁塞窗口開始設(shè)置成 1 , 每隔一個傳輸輪次 , 收到上一個報文段的確認(rèn)報文后 , 擁塞窗口翻倍 , 即變?yōu)橹暗?兩倍 ;

② 慢開始門限值 ( ssthresh ) : 當(dāng) 擁塞窗口到達(dá) 慢開始門限值 ( ssthresh ) 初始值時 , 停止指數(shù)級增長 , 開始線性增長 ;

③ 擁塞避免 : 進(jìn)入到慢開始門限值后 , 開始進(jìn)行擁塞避免算法 , 每個傳輸輪次 , 擁塞窗口增加 1 ;

④ 網(wǎng)絡(luò)擁塞 : 當(dāng) 擁塞窗口增加到一定值 , 檢測到了網(wǎng)絡(luò)擁塞 , 此時瞬間將擁塞窗口降為 1 ; 繼續(xù)執(zhí)行慢開始算法 , 新的慢開始門限值變?yōu)?網(wǎng)絡(luò)擁塞時的擁塞窗口的 1/2 大小 ;

擁塞窗口改變時機(jī) :

收到上一個報文段的確認(rèn)報文后 , 擁塞窗口翻倍 ;
收到上一個報文段的擁塞信息后 , 擁塞窗口變?yōu)?1 ;

四、快重傳和快回復(fù) 算法

快重傳算法 : 收到 3 個冗余的確認(rèn)后 , 執(zhí)行快重傳算法 ;

示例 : 發(fā)送方給接收方發(fā)送 1 2 3 4 5 , 五個報文 , 2 號報文丟失 , 如果收到 3 4 5 號報文 , 其中會攜帶期待發(fā)送方發(fā)送 2 號報文 , 此時觸發(fā) 快重傳算法機(jī)制 , 在超時計時器到時之前 , 快速發(fā)送丟失的 2 號報文 ;

快回復(fù)算法 : 與上面的擁塞避免算法的區(qū)別是 , 出現(xiàn) 網(wǎng)絡(luò)擁塞之后 , 擁塞窗口不降為 1 , 而是降低到慢開始門限值 , 即當(dāng)前的擁塞窗口大小的 1/2 , 然后線性增加擁塞窗口 ;