tcp慢启动
MP-Start：基于带宽测量的分阶段TCP慢启动机制
Ｍ Ｐ Ｓ ａ ｔ ｍｐ ｏ ｓ ｆｅ ｔ ｅｏ ｌ ｅｂ ｄ ｄｈ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｔ ｐ ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｓ ｔ ｐ ｒ ｐ ａｅ ｖ ｕ ｙ － ｔｒ ｅ ｌ ｙ ｃ ｉ ｎｉ ａ ｗｉ ｔ ａ ｕ ｅ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｕ ｄ ｅ ｔ ｓ ｅ ｈ ｗｉ ｌ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｅ ｄ — ｅ ｖ ｎ ｎ ｔ ｏ ａ ｈ ｈ ｌａ ｉ ｌ
摘
要： 针对 Ｔ Ｐ慢启动机制 ｆ 限值参数难于设置 以及 突发流量引起 网络 抖动 的问题 ， 出了一种基 于带宽测量 Ｃ － ｊ 提
及分 阶段实施 的 Ｔ Ｐ慢启动改进算法。该方法利用在线 网络带宽测量技术 ，探测 出网络 带宽，从而根据 网络状态 Ｃ 的动态变化实现慢启动 门限值的动态更新，同时，采用分阶段方法调节拥塞窗 口的增加 ，在拥塞窗 口大 于门限值
一
半 时，拥 塞窗 口增幅为门限值和拥塞窗 口差值 的一半 ，逐步迭代逼近门限值，使拥塞窗 口在连接启动和过渡到
拥塞避免阶段增加幅度 比较小，而在 中间阶段窗 口增加幅度 比较大 。有效避 免了多个分组 丢失现象 的发生，实现
了连接的平滑接入和过渡 到拥 塞避 免阶段 ；为提 高改进算 法的性能，设计 了一种灵活的参数化的模型和 自适应参 数设置方案 。大量仿真实验结果表明 ＭＰＳａｔ ．ｔ 能在多种网络环境下有效改善网络 性能，如降低 分组丢弃数、减少 ｒ 数据传输时间、降低 共享链路分组 队列长度 、保持连接 的传输平滑性 。
ｔａｆｃ ａ ｎ ｗ ￣ ｒｆ ， ｅ ｍｅ ｉ ｅ ｎ — ａ ｅ ｄ ｐ ａ ｅ ｄ ｖ ｄ ｄ ｓ ｗ ｔｒ ｃ ａ ｉｍ ｓ ｒ ｐ ｓ ｄ Ｗｈ ｃ ｓ ｃ ｌ ｄ Ｍ Ｐ Ｓ ａ ｔ ｍｅ ｔｂ ｓ ｄ ａ ｈ ｓ — ｉ ｉｅ ｌ ｎ ｏ ｓ ｔｍｅ ｈ ｎ ｓ Ｗａ ｐ ｏ ｏ ｅ ， ｉ ｈ ｗａ ａ ｌ ａ ｅ － ｔｒ．
tcp 拥塞窗口的考题
以下是可能的关于TCP拥塞窗口的考题：
1. TCP拥塞控制机制中，慢启动阶段拥塞窗口指数增加，而在拥塞避免阶段，拥塞窗口如何变化？
正确答案是：在拥塞避免阶段，拥塞窗口线性增加。
2. 在TCP拥塞控制机制中，当发生超时事件时，新的阈值（慢启动和拥塞避免阶段的分界点）会如何变化？
正确答案是：没有这个说法，没说一定等于一半，基于算法。
3. TCP的阈值ssthresh的初始值为12（单位为报文段），假设当拥塞窗口上升到16时网络发生了超时，从最初算起，第14轮次传输的拥塞窗口的大小是多少？
正确答案是：第14轮次传输的拥塞窗口的大小为9。
因为初始值为12，当拥塞窗口上升到16时网络发生超时，那么第16-12=4轮就会产生拥塞。
然后进入慢启动阶段，窗口下降到8，开始拥塞避免，16-8=8要经过8轮才能再次达到ssthresh（此时为2^8=256），还有2轮到达第14轮次，所以拥塞窗口大小为9。
以上是可能的考题，希望对你有帮助。
基于带宽测量的TCP拥塞控制慢启动改进
中 ｈ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｆ ｔ ｅ ＴＣＰ Ｃｏ ｇ ｓｉ ｎ Ｃｏ ｔｏ ｌ ｗ ｔｒ ｎ ｅ ｔ ｎ ｒ ｌＳｏ Ｓ ａｔ ｏ
Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｂａ ｄ ｄ ｈ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｓ ｄ ｏ ｈ ｗｉ ｔ ｎ ａ ｕ ｅ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ Ｔ Ｐ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｌ ｗ ｔｒ ａ ｒ ｂｅ ｔ ａ ｈ ｅ ｄ—ｖ ｌ ｃｔ ｈ ｎ ｅ ｒ ａ ｎ ｅ ｃ ｐ ｂｌ ｙ ｏ ｅ ｓ ｒ ｃ ｈ Ｃ ｏ ｇ ｓ ｏ ｏ ｔｏ ｏ ｓａｔ ｓａｐ ｏ ｌｍ ｔ ｅ ｓ ｎ ｉ ｓ ｈ ｈ ｔ ｅｏ ｉ ｃ ａ ｇ ｓｇ ｅ ｔ ｄ ｔ ａ ａ ｉ ｔ ｆ ｙ ａ ｈ ｉ ｈ ｔ
高慢启 动性 能 具 有 十分 重要 的意 义 。本 文 首 先 分 析 目前慢启 动 相关 改进 算法及 其 局 限性 ， 出了一 提
２ 慢 启 动 相 关 改 进算 法 及 其 局 限性
为 了克服 Ｔ Ｐ慢 启 动 困难 ， 究 者 曾提 出 了 Ｃ 研 系列 改进 方 法 。其 中 Ｔ ＰＦｓ —ｓ ｒｌ利 用 缓存 Ｃ ａｔ ｔｔ ａｌ 最近 网络参 数 保存 网络 状 态 来 缩短 新 的一 次 慢启 动时 间 ， 而 显 著 减 少 了短 的 突发 传 输 延 迟 ；Ｃ 从 ＴＰ
维普资讯
总 第 ２ ４期 ２ ２０ ０ ８年第 ６期
计算机与数字工程
Ｃ ｍｐ ｔｒ＆ Ｄｉｉ ｌＥ ｇ ｎ ｅｉ ｇ ｏ ｕｅ ｇｔ ｎ ｉ ｅ ｒ ａ ｎ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ６ １３ ．
６１
基 于 带 宽 测 量 的 Ｔ Ｐ拥 塞 控 制 慢 启 动 改 进 Ｃ
TCP协议中的流量规则与限制方法解析(一)
TCP协议中的流量规则与限制方法解析在网络通信中，TCP协议被广泛应用于数据传输过程中的可靠性保证。
然而，在网络拥塞或者带宽有限的情况下，用户可能会遇到网络延迟高、传输速度慢等问题。
为了解决这些问题，TCP协议中引入了一些流量规则与限制方法，以确保网络的高效传输。
本文将对这些规则与方法进行解析。
1. 慢启动与拥塞控制TCP协议中的慢启动算法是一种拥塞控制机制，它通过动态调整发送窗口大小来达到拥塞避免的目的。
当TCP连接建立时，发送方将初始的拥塞窗口设置为一个较小的数值，然后随着数据的传输，逐渐增加窗口的大小，直到网络拥塞或发生包丢失。
一旦发生拥塞，TCP协议会根据丢失的数据包数量进行拥塞窗口的调整。
这个调整过程是逐渐减小窗口的大小，从而减少网络负载，从而避免进一步的拥塞。
通过慢启动和拥塞控制机制，TCP协议可以在网络拥塞情况下保证数据的可靠传输。
2. 带宽延迟积算法TCP协议中还引入了带宽延迟积算法（Bandwidth Delay Product，BDP），它用于计算网络条件下的最佳发送窗口大小。
BDP由网络带宽和网络延迟两个因素决定，通过计算带宽与延迟之积来确定一个合理的窗口大小。
具体而言，BDP可以通过以下公式计算得出：BDP = 带宽× 延迟。
通过这个算法，TCP协议可以在不同网络条件下调整发送窗口的大小，以实现最佳的数据传输效果。
3. 最大传输单元（MTU）限制MTU是TCP协议中的一个重要参数，它表示可以在传输层中一次发送的最大数据包大小。
TCP协议规定，数据包的大小不能超过MTU，否则将被分片传输。
分片的发生会增加网络传输的开销，并且容易导致丢包、延迟等问题。
为了优化网络传输性能，TCP协议限制了MTU的大小。
通过控制MTU的数值，可以保证数据传输过程中的稳定性和可靠性，同时降低分片所带来的开销。
4. 滑动窗口机制滑动窗口机制是TCP协议中用于实现流量控制和可靠传输的重要方法之一。
tcp的拥塞控制方法
tcp的拥塞控制方法TCP的拥塞控制方法TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的传输协议，它在互联网中扮演着重要的角色。
在TCP协议中，拥塞控制是一项非常重要的功能，它可以避免网络拥塞，保证网络的稳定性和可靠性。
本文将介绍TCP的拥塞控制方法。
TCP的拥塞控制方法主要包括四个方面：慢启动、拥塞避免、快重传和快恢复。
下面将分别介绍这四个方面的内容。
一、慢启动慢启动是TCP的一种拥塞控制算法，它的目的是在TCP连接开始时，尽可能快地找到网络的最大带宽。
在慢启动阶段，TCP发送方会将拥塞窗口cwnd的大小从一个初始值开始逐渐增加，直到网络出现拥塞为止。
具体来说，TCP发送方会将cwnd的大小设置为一个初始值（通常为2个MSS），然后每经过一个往返时间RTT（Round Trip Time），cwnd的大小就会翻倍。
例如，如果初始值为2个MSS，第一个RTT结束后cwnd的大小为4个MSS，第二个RTT 结束后cwnd的大小为8个MSS，以此类推。
这样做的目的是为了尽可能快地找到网络的最大带宽，从而提高TCP连接的传输效率。
二、拥塞避免拥塞避免是TCP的另一种拥塞控制算法，它的目的是在TCP连接运行过程中，尽可能地避免网络拥塞。
在拥塞避免阶段，TCP发送方会将拥塞窗口cwnd的大小逐渐增加，但是增加的速度会比慢启动阶段慢一些。
具体来说，TCP发送方会在每个RTT结束后将cwnd 的大小增加1个MSS，而不是翻倍。
这样做的目的是为了避免网络拥塞，从而保证TCP连接的稳定性和可靠性。
三、快重传快重传是TCP的一种拥塞控制算法，它的目的是在TCP连接出现数据包丢失时，尽可能快地重传丢失的数据包，从而避免网络拥塞。
在快重传算法中，TCP发送方会在接收到三个重复的ACK （Acknowledgement）时，立即重传丢失的数据包，而不是等待超时后再重传。
这样做的目的是为了尽可能快地恢复丢失的数据包，从而避免网络拥塞。
tcp使用的阻塞控制机制
tcp使用的阻塞控制机制
TCP使用的阻塞控制机制主要有以下几种：
1.慢启动（Slow Start）：这是TCP使用的一种阻塞控制机制，也被称为指数增长期。
在慢启动阶段，TCP每次收到接收窗口的确认时，都会增加已确认段的数目，这种情况一直持续到要么没有新的段收到，要么窗口大小达到预先定义的阈值。
如果发生丢失事件，TCP 就认为这是网络阻塞，就会采取措施减轻网络拥挤。
一旦发生丢失事件或者到达阈值，TCP就会进入线性增长阶段。
2.拥塞控制（Congestion Control）：当网络出现拥塞时，TCP 会减少发送的数据量，以避免网络拥塞进一步恶化。
具体来说，当TCP发现网络出现拥塞时，它会将窗口大小减小到1个段，并开始执行“慢启动”算法。
3.快重传（Fast Retransmit）：当TCP收到3个以上的相同确认时，就认为数据段丢失了，这时TCP会立即重传丢失的数据段，而不必等待定时器的超时。
4.快恢复（Fast Recovery）：在发生数据段丢失后，TCP会立即执行快恢复算法，重新设定拥塞窗口大小，并开始执行“快重传”算法。
这些是TCP主要的阻塞控制机制。
TCP慢启动，拥塞控制，ECN笔记
TCP慢启动，拥塞控制，ECN笔记TCP慢启动，拥塞控制，ECN 笔记1，TCP慢启动TCP在连接过程的三次握⼿完成后，开始传数据，并不是⼀开始向⽹络通道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；⽽是根据初始的cwnd⼤⼩逐步增加发送的数据量，cwnd初始化为1个最⼤报⽂段(MSS)⼤⼩（这个值可配置不⼀定是1个MSS）；每当有⼀个报⽂段被确认，cwnd⼤⼩指数增长。
开始 —> cwnd = 11个RTT后 —> cwnd = 2*1 = 22个RTT后 —> cwnd = 2*2= 43个RTT后 —> cwnd = 4*2 = 82，拥塞避免cwnd不能⼀直这样⽆限增长下去，⼀定需要某个限制。
TCP使⽤了⼀个叫慢启动门限(ssthresh)的变量，⼀旦cwnd>=ssthresh（⼤多数TCP 的实现，通常⼤⼩都是65536），慢启动过程结束，拥塞避免阶段开始；拥塞避免：cwnd的值不再指数级往上升，开始加法增加。
此时当窗⼝中所有的报⽂段都被确认时，cwnd的⼤⼩加1，cwnd的值就随着RTT 开始线性增加，这样就可以避免增长过快导致⽹络拥塞，慢慢的增加调整到⽹络的最佳值。
⾮ECN环境下的拥塞判断，发送⽅RTO超时，重传了⼀个报⽂段；1，把ssthresh降低为cwnd值的⼀半；2，把cwnd重新设置为1；3，重新进⼊慢启动过程。
3，快速重传快速重传，TCP在收到重复的3次ACK时，会认为重传队列中的第⼀个报⽂段被⽹络丢弃，但由于收到的重复的3次ACK，则认为该报⽂段之后的三个报⽂已经被接收端收到，则不等待重传定时器超时，直接重发重传队列中的第⼀个报⽂段。
1，把ssthresh设置为cwnd的⼀半2，把cwnd再设置为ssthresh的值(具体实现有些为ssthresh+3)3，重新进⼊拥塞避免阶段。
4，快速恢复快速恢复的数据包守恒原则，即同⼀个时刻在⽹络中的数据包数量恒定，“⽼”数据包离开后，才能向⽹络中发送“新”的数据包。
tcp协议拥塞控制策略
tcp协议拥塞控制策略
TCP协议的拥塞控制策略有以下几种：
1. 慢启动：初始时发送窗口大小较小，随着时间的推移逐渐增大，直到达到网络的拥塞程度为止。
慢启动可以有效地利用网络资源，并在网络拥塞出现时降低发送速率。
2. 拥塞避免：一旦网络发生拥塞，TCP会进入拥塞避免状态。
拥塞避免的原理是通过线性增加发送速率，以减少网络拥塞。
发送方每收到一个确认报文段，就将发送窗口的大小增加一个最大报文段长度（MSS）的值。
3. 快速重传与快速恢复：当发送方发送的数据包超时未收到确认时，发送方会假设数据包丢失，会立即重传该数据包，而不是等待超时。
同时，发送方也会将慢启动门限值设为当前拥塞窗口的一半，并直接进入拥塞避免状态，以加快恢复速度。
4. 拥塞检测：当网络发生拥塞时，接收方会根据接收到的乱序报文段来判断网络是否出现了拥塞。
如果发现有报文段丢失，则发送一个重复确认报文段给发送方，以触发发送方进行拥塞避免。
总结起来，TCP协议的拥塞控制策略通过慢启动、拥塞避免、快速重传与快速恢复以及拥塞检测等机制来动态地调整发送速率，以避免网络拥塞并提高网络性能。
tcp协议拥塞控制策略
tcp协议拥塞控制策略
TCP协议的拥塞控制策略有以下几种：
1. 慢启动（Slow Start）：初始时，发送方将发送窗口（发送
的数据大小）设置为一个较小的值，然后每经过一个往返时间RTT就将发送窗口大小加倍，直到达到一个拥塞窗口大小的
阈值。
2. 拥塞避免（Congestion Avoidance）：当发送窗口大小达到
拥塞窗口大小的阈值时，发送方将每经过一个RTT就将发送
窗口增加一个MSS（最大报文段长度），而不再是加倍。
这
样可以避免过快地增大发送窗口，以免引发拥塞。
3. 快重传（Fast Retransmit）：当发送方接收到重复的ACK
（确认应答）时，说明网络中有数据包丢失，此时发送方不需要等待超时重传，而是立即重传丢失的数据包。
4. 快恢复（Fast Recovery）：在发生快重传时，发送方将拥塞
窗口大小减半，但不将阈值减半，接下来通过拥塞避免策略进行调整。
5. TCP Tahoe算法：Tahoe算法是较早期的拥塞控制算法，基
于快重传和快恢复策略，但不支持拥塞窗口的增加。
6. TCP Reno算法：Reno算法是目前广泛使用的拥塞控制算法，基于快重传和快恢复策略，同时支持拥塞窗口的增加。
以上是TCP协议中常见的拥塞控制策略，通过这些策略，TCP协议可以根据网络拥塞程度来调整发送窗口大小，以保证网络的稳定性和可靠性。
TCP协议的性能优化与调优方法总结(一)
TCP协议的性能优化与调优方法总结介绍随着互联网的迅猛发展，TCP协议作为网络传输层的核心协议，扮演着重要的角色。
TCP协议的性能优化与调优对于提高网络传输效率、降低延迟和增强抗拥塞能力具有重要意义。
本文将探讨TCP协议的性能优化与调优方法，帮助读者更好地了解并应用于实际网络环境。
一、拥塞控制算法拥塞控制是TCP协议的一项重要功能，保证网络的稳定和公平性。
常见的拥塞控制算法包括慢启动、拥塞避免和快速重传等。
1. 慢启动：TCP连接建立时，发送端发送的数据量逐渐增加，以逐步探测网络的拥塞情况。
可以通过调整初始拥塞窗口大小和指数增长倍数来优化慢启动算法。
2. 拥塞避免：在慢启动阶段结束后，进入拥塞避免状态。
此时，TCP发送端发送的数据量按线性方式递增。
可以通过调整拥塞窗口大小和增长因子来优化拥塞避免算法。
3. 快速重传：当发送端接收到连续的重复ACK时，认为网络发生了丢包，立即进行重传。
通过优化重传次数和时间间隔，可以提高TCP 协议的性能。
二、流量控制技术流量控制是TCP协议的另一个重要功能，用于避免发送端的数据过载接收端。
常见的流量控制技术包括滑动窗口和延迟确认等。
1. 滑动窗口：滑动窗口是TCP协议用于控制发送端发送数据量的一种机制。
通过调整窗口大小和滑动窗口的起始位置，可以优化TCP 的流量控制效果。
2. 延迟确认：TCP协议中，接收端接收到数据后并不立即发送确认ACK，而是等待一定时间再发送。
通过调整延迟确认时间，可以减少网络中的ACK数量，提高网络传输效率。
三、拥塞避免方法拥塞避免是保证TCP协议性能的关键，以下是常见的拥塞避免方法：1. 拥塞窗口调整：当网络出现拥塞时，TCP发送端通过减小拥塞窗口来避免进一步的拥塞。
可以通过调整窗口减小的速率和阈值来优化拥塞窗口调整方法。
2. 动态重传超时参数调整：TCP协议中定义了重传超时时间，用于探测丢包并进行重传。
通过调整重传超时时间的算法和参数，可以提高TCP协议的传输效率和侦测丢包的准确性。
TCP拥塞控制算法比较
TCP拥塞控制算法比较
一、概述
TCP拥塞控制算法是确保网络正常运行最重要的算法之一，它通过限
制发送端的发送速率来控制拥塞，确保网络中数据的可靠传输、有效利用
网络带宽以及网络拥塞的有效控制。
近年来，随着网络技术的发展和应用，网络的负载和复杂性不断增加，TCP拥塞控制算法的重要性也日益凸显。
研究者们依据其独特的网络环境，提出了多种拥塞控制算法，他们的特点
不同，控制单元也各不相同。
本文将对目前主要的TCP拥塞控制算法进行
比较，以及介绍拥塞控制算法的优缺点。
1．慢启动算法（Slow-start Algorithm）
慢启动算法是TCP拥塞控制的基础，它主要用来调整发送端的发送速率，以有效地使用网络资源，改善网络的性能。
慢启动算法的拥塞控制单
元为拥塞窗口（Congestion Window），当拥塞窗口大小达到一定范围时，发送端将发送报文段，否则将暂时停止发送，以减少网络拥塞情况的发生。
2．拥塞避免算法（Congestion Avoidance Algorithm）
是TCP拥塞控制机制的另一个组成部分，它在慢启动算法的基础上增
加了一种自适应调整方法，使得发送端的发送速率可以根据拥塞环境的实
时变化而动态调整。
TCP拥塞控制中慢启动算法的改进
在PFC2581和RFC2001 中 对TCP 拥塞
控制算法进行了 描述[7,'],TCP 拥塞控制的 基
本思想采用端到端的闭环控制的方式， 并假定
中发生丢包或 待确认超时的可能性。数 者等 据包的丢失有两个原因:一是由 于线路传 输质 盘的原因， 导致数据传输错误引起数据包丢 失， 二是由 络拥塞 于网 导致的数据包的丢失。 对于 第一种原因引 起的数据包丢失 对所 有的 数据包丢失机率 是相等的.亦即在 初始窗口 可 能引 起丢包. 在传 统的TCP 拥塞控制中， 假 设线路传 输质量引 起的丢 包率很小(小于1%),
目 Internet 上 部分 据流 前, 绝大 数 采用
慢启动 算法是基础， 是通过逐渐增 实质 加发送 量以找到合适的发送带宽的过程。慢启动算 法的 一个主要问 题是效串问题。
改进后算法的有效性， 取决干在初始 窗口
1 T P拥塞 及慢 C 控制 启动中 存在的 问题
1,1 TCP拥塞控1+ 法 S Js
连接具有相同的抢占带宽的能力。 亦即具有
T CP 友好性. 另一方面， 后的慢启 改进 动算
法， 仅仪需要在源端进行修改 干网络的拥塞引 起
的. U P拥塞控制算 法具体描述如下:在连接
开始或网络出现拥塞不能用快速恢复算法恢
复时 执行慢启动算法。 1,2 TCP 拥塞控侧林法存在的问肠 T CP 拥塞控制存在的一个主要问题是效
关 健词:慢启动 拥塞 控制 TCP 友 好
巾困赞水8 , TP393 0 7 文献标识码: 人 文章编号: 1672- 3791(2007)09(c)- 0207- 01
适的问 题。另一 方面， 该算法对发 送数 s tlvesh 的值.以避免 过早进人拥塞避免阶 段。 里不合 该算法同 样适用于大的初始拥塞窗口 的 据量较少的窗口 具有一定的保护作用， 为发 因 TCP/ IP 协议进行传 TCP/ IP 的拥赛控制 翰, 策略直接影响到网络的传输效宰。T CP 拥塞 TCP 连接， 如初始 等干4， 窗口 只须将上述算 送数据量大的连接能够通过线性的方式找到 的cwnd 的初 设置为4 即可。 始值 合适的发送带 而对于象Web 流一类的发 宽， 控 制的基本算 法包括 动、 塞避免、 慢启 拥 快速 法中 效性分 析 送数据比 较少的连接， 整个连 接有可能一直处 恢复和快速重传四 个基本的算法比刘 其中， 2.3 算法的有 。
TCP拥塞控制算法比较
TCP拥塞控制算法比较TCP (Transmission Control Protocol) 是一种为互联网设计的通信协议，在传输数据时提供可靠、有序、高效的数据传输。
为了提高网络性能和稳定性，TCP采用了多种拥塞控制算法。
在本文中，我们将比较几种常用的TCP拥塞控制算法，包括慢启动、拥塞避免、快速恢复和快速重传。
1. 慢启动（Slow Start）：慢启动是TCP连接建立后的初始阶段，其目的是为了避免网络拥塞。
慢启动开始时，发送方将拥塞窗口设置为一个较小的值，然后每当收到一个确认ACK时，窗口大小就翻倍，直到达到一个拥塞窗口阈值。
慢启动算法的好处是可以逐渐增加发送速率，以避免一开始就发送大量的数据导致网络拥塞。
然而，慢启动也可能导致TCP流量在网络中迅速增加，从而导致网络拥塞。
因此，慢启动算法需要与拥塞避免算法配合使用。
2. 拥塞避免（Congestion Avoidance）：拥塞避免是TCP的一种算法，用于在慢启动阶段后维持合适的发送速率。
一旦达到慢启动阈值，发送方将进入拥塞避免模式。
在拥塞避免模式中，发送方每次收到一个确认ACK时，将窗口大小增加一个较小的值。
通过逐渐增加窗口大小，TCP可以确定一个合适的发送速率，以避免网络拥塞。
拥塞避免算法通常与慢启动算法结合使用，以实现更好的性能和稳定性。
3. 快速恢复（Fast Recovery）：快速恢复是一个TCP的拥塞控制算法，用于在网络拥塞时快速恢复发送速率。
当发送方连续收到三个重复的确认ACK时，表示网络可能发生了拥塞。
在拥塞发生时，发送方将进入快速恢复模式，将拥塞窗口减半，并继续发送数据。
然后，发送方将进入拥塞避免模式，逐渐增加窗口大小，以避免再次出现拥塞。
快速恢复算法的好处是可以快速适应网络拥塞，并尽快恢复发送速率。
然而，快速恢复也可能导致网络拥塞的进一步加剧，因此需要合适的拥塞避免算法进行配合。
4. 快速重传（Fast Retransmit）：快速重传是TCP的一种拥塞控制算法，用于在丢包发生时快速重新传输丢失的数据。
如何进行TCP参数参数调优
如何进行TCP参数参数调优
为了提高TCP协议的性能和稳定性，我们可以进行一些调优：
TCP窗口大小：TCP窗口大小控制数据包在发送端和接收端之间的传
输速度，通过增加TCP窗口大小可以提高网络吞吐量。
可以使用
tcp_window_scaling参数来启用窗口缩放，并使用tcp_rmem和tcp_wmem
参数设置接收和发送缓冲区的大小。
延迟确认：TCP协议默认使用延迟确认，即等待一段时间再发送确认
数据包，以减少网络流量。
可以使用tcp_sack参数来启用选择性确认，
并使用tcp_ack_delay参数调整延迟确认时间，以提高TCP协议的响应速度。
慢启动：TCP协议使用慢启动算法来控制拥塞窗口大小，以避免网络
拥塞。
可以使用tcp_slow_start_after_idle参数来调整慢启动算法的启
动时间，并使用tcp_congestion_control参数选择合适的拥塞控制算法。
超时重传：TCP协议使用超时重传机制来处理丢失的数据包，以保证
数据可靠性。
可以使用tcp_retries1和tcp_retries2参数来调整重传次
数和超时时间，以提高TCP协议的可靠性。
MTU大小：MTU是网络中最大传输单元的缩写，控制TCP数据包的大小。
可以使用tcp_mtu_probing参数启用MTU探测，并使用tcp_mss参数
设置最大数据包大小，以提高网络传输效率。
tcp慢启动
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。
高速网络中的拥塞控制与流量调度策略
高速网络中的拥塞控制与流量调度策略引言随着互联网的迅猛发展，人们对高速网络的需求与日俱增。
然而，高速网络也面临着一些挑战，其中之一就是网络拥塞问题。
为了提高网络的性能和可靠性，研究人员提出了各种拥塞控制与流量调度策略。
本文将对高速网络中的拥塞控制与流量调度策略进行讨论与总结。
一、拥塞控制1.概述拥塞控制是指在网络中有效地控制数据传输流量，以避免网络拥塞导致的性能下降和数据丢失。
拥塞控制算法的目标是在网络达到最大吞吐量的同时，使网络保持稳定。
常见的拥塞控制算法包括TCP慢启动、拥塞避免和拥塞发生时的拥塞恢复。
2.TCP拥塞控制算法TCP拥塞控制算法是目前最常用的拥塞控制策略。
其中，TCP 慢启动算法在连接初始阶段调整传输速率，以确保网络的稳定。
拥塞避免算法则根据网络的拥塞程度调整传输速率。
当网络发生拥塞时，拥塞发生时的拥塞恢复算法会减小拥塞窗口，以减少拥塞的影响。
3.拥塞控制算法的优化为了提高网络的性能，研究人员对TCP拥塞控制算法进行了优化。
例如，提出了拥塞控制算法的变体，如TCP New Reno和TCP Vegas。
这些算法通过优化拥塞窗口调整策略和丢包检测机制，提高了网络的拥塞控制性能。
二、流量调度策略1.概述流量调度是指将网络资源有效地分配给不同的流，以提高网络的性能和服务质量。
常见的流量调度策略包括最短剩余时间优先（SRPT）、最高响应比优先（HRRN）和公平队列调度（FQ）等。
2.SRPT调度算法SRPT调度算法根据每个流的剩余服务时间来进行调度，即剩余传输时间最短的流先执行。
该算法能够最大限度地减少平均响应时间，提高系统的吞吐量和服务质量。
3.HRRN调度算法HRRN调度算法根据每个流的响应比来进行调度，响应比定义为流的等待时间与服务时间的比值。
该算法优先调度响应比最高的流，以提高系统的响应速度和用户体验。
4.FQ调度算法FQ调度算法为每个流分配一个公平的队列，以确保每个流都能够公平地共享网络资源。
TCP慢启动算法
TCP慢启动算法慢启动定义慢启动，是传输控制协议使⽤的⼀种阻塞控制机制。
慢启动也叫做指数增长期。
慢启动是指每次TCP接收窗⼝收到确认时都会增长。
增加的⼤⼩就是已确认段的数⽬。
这种情况⼀直保持到要么没有收到⼀些段，要么窗⼝⼤⼩到达预先定义的阈值。
如果发⽣丢失事件，TCP就认为这是⽹络阻塞，就会采取措施减轻⽹络拥挤。
⼀旦发⽣丢失事件或者到达阈值，TCP就会进⼊线性增长阶段。
这时，每经过⼀个RTT窗⼝增长⼀个段。
慢启动解析发送⽅⼀开始便向⽹络发送多个报⽂段，直⾄达到接收⽅通告的窗⼝⼤⼩为⽌。
当发送⽅和接收⽅处于同⼀个局域⽹时，这种⽅式是可以的。
但是如果在发送⽅和接收⽅之间存在多个路由器和速率较慢的链路时，就有可能出现⼀些问题。
⼀些中间路由器必须缓存分组，并有可能耗尽存储器的空间。
现在，TCP需要⽀持⼀种被称为“慢启动(slow start)”的算法。
该算法通过观察到新分组进⼊⽹络的速率应该与另⼀端返回确认的速率相同⽽进⾏⼯作。
慢启动为发送⽅的TCP增加了另⼀个窗⼝：拥塞窗⼝(congestion window)，记为cwnd。
当与另⼀个⽹络的主机建⽴T C P连接时，拥塞窗⼝被初始化为 1个报⽂段（即另⼀端通告的报⽂段⼤⼩）。
每收到⼀个ACK，拥塞窗⼝就增加⼀个报⽂段（ c w n d以字节为单位，但是慢启动以报⽂段⼤⼩为单位进⾏增加）。
发送⽅取拥塞窗⼝与通告窗⼝中的最⼩值作为发送上限。
拥塞窗⼝是发送⽅使⽤的流量控制，⽽通告窗⼝则是接收⽅使⽤的流量控制。
发送⽅开始时发送⼀个报⽂段，然后等待 A C K。
当收到该A C K时，拥塞窗⼝从1增加为2，即可以发送两个报⽂段。
当收到这两个报⽂段的 A C K时，拥塞窗⼝就增加为4。
这是⼀种指数增加的关系。
在某些点上可能达到了互联⽹的容量，于是中间路由器开始丢弃分组。
这就通知发送⽅它的拥塞窗⼝开得过⼤。
当我们在下⼀章讨论 T C P的超时和重传机制时，将会看到它们是怎样对拥塞窗⼝起作⽤的。
red协议和tcp慢启动协议配合能再一定程度上解决拥塞
red协议和tcp慢启动协议配合能再一定程度上解决拥塞篇一：卫星通信中TCP协议分析卫星通信中TCP协议分析电子工程学院网络工程教研室唐云单洪摘要：因特网的应用中广泛地使用着ＴＣＰ／ＩＰ协议，如简单电子邮件协议（ＳＭＴＰ）、超文本传输协议（ＨＴＴＰ）、文件传输协议（ＦＴＰ）等。
ＴＣＰ协议在有线网络中工作得是很好的，但是在卫星通信中却不能很好的利用它的带宽。
传输的长延时、接收窗口的大小、网络中的拥塞等都成为卫星通信中的突出问题，为此本文提出了卫星通信中对ＴＣＰ协议进行改进的方法。
１引言ＴＣＰ ＩＰ是目前进行网络数据传输时使用的主要协议族。
该协议族中，ＴＣＰ和ＩＰ是核心，同时还包括一些其它协议。
ＴＣＰ和ＩＰ协议分别控制着数据在互联网上的传输和路由选择。
ＩＰ是一个为广域网设计的无连接网络层协议，它被设计为网间互联协议，ＩＰ数据报可在几乎任何链路层协议上的网关（或路由器）间传递。
从本质上说，ＩＰ无非是指导网络上的数据包从发方计算机送达收方计算机，而ＴＣＰ则负责确保数据在设备之间进行端到端的可靠交付。
从这个意义上说，卫星链路对ＴＣＰ ＩＰ数据传输的影响主要体现在ＴＣＰ层。
２．ＴＣＰ协议概述ＴＣＰ协议主要是通过积极的确认机制来传送数据。
每一个数据段都包含了一个序号用来确定数据段在传输中的位置，这个序号由每个数据段的第一个字节在传送中的相对位置决定。
比如，假设一个ＴＣＰ发端将发送一批数据，每段大小为１００字节，若第一段的序号定为Ｘ，则第二段的序号将为Ｘ＋１００，以后各段依次类推（为了介绍方便，本文将不用标准的８比特数字来表示段的序号，而直接采用一般的数字）。
接收端在收到数据后便可依据这些序号来重组数据，恢复成完整的信号。
此外，收端在每收到一个数据段后便会向发端发一个确认信号 ＡＣＫ 这个确认信号包含了下一个需接收数据段的序号。
ＴＣＰ是一个滑动窗口协议。
这种滑动窗口协议使发端可连续地发送一定数量的数据。
发送数据时，当发端收到了收端的确认信号（ＡＣＫ）后，窗口便相应地向后滑动，以便能传送更多的数据段。
慢启动的概念
慢启动的概念慢启动（Slow Start）是一种拥塞控制算法，广泛应用于计算机网络中的传输控制协议（TCP）。
它的目标是通过动态估计网络带宽，以适当的速度将数据流量增加到合适的水平，以避免网络拥塞的发生。
在传输控制协议中，慢启动算法的主要作用是控制发送方的连接建立速率，防止即将开始的数据传输突然高峰而导致网络拥塞。
具体来说，慢启动的思想是在连接建立阶段，发送方将初始拥塞窗口（congestion window）设置为一个较小的值，然后通过以指数增长的速度不断增加拥塞窗口的大小，直到达到网络的容量或者出现拥塞。
慢启动算法的设计理念是希望发送方能够在网络环境未知的情况下，能够快速地适应网络的最大带宽。
在开始时，发送方只发送极少量的数据，并等待接收方的确认。
接收方确认的数量决定了发送方可以发送的数量。
而随着确认的到达，发送方逐渐增加发送的数据量，从而逐渐探测网络的容量。
这种通过逐步增加拥塞窗口大小的方法使得发送方可以逐渐适应网络的状况，并且避免了一开始发送大量数据导致网络拥塞的风险。
慢启动算法的核心是拥塞窗口的调整。
拥塞窗口指的是发送方未收到确认的数据量。
在慢启动阶段，拥塞窗口的大小按照一定的算法进行调整，通常以指数增长的方式增加。
具体地说，拥塞窗口初始化为一个初始值（例如2个报文段），每收到一个确认，拥塞窗口的大小就翻倍，即成倍增长。
这样的调整方式可以快速适应网络状况的变化，并能够快速地找到合适的发送速率。
然而，慢启动算法不仅仅是指数增长，它还有两个重要的机制：拥塞避免和拥塞检测。
拥塞避免的目标是在网络达到拥塞之前尽可能多地传输数据。
在拥塞避免阶段，拥塞窗口的增长速度减慢，以线性增长的方式根据确认的数量进行调整。
这样做的目的是为了缓慢增加发送方的速度，以避免网络拥塞。
拥塞检测则是用于检测网络是否发生拥塞。
当网络发生拥塞时，拥塞窗口的大小会减半，以便减少发送方的速率，并且通过减半的方式来减轻网络的拥塞程度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
我们可以简单计算下：
开始---> cwnd = 1
经过1个RTT后---> cwnd = 2*1 = 2
经过2个RTT后---> cwnd = 2*2= 4
经过3个RTT后---> cwnd = 4*2 = 8
如果带宽为W，那么经过RTT*log2W时间就可以占满带宽。
拥塞避免：从慢启动可以看到，cwnd可以很快的增长上来，从而最大程度利用网络带宽资源，但是cwnd不能一直这样无限增长下去，一定需要某个限制。
TCP 使用了一个叫慢启动门限(ssthresh)的变量，当cwnd超过该值后，慢启动过程结束，进入拥塞避免阶段。
对于大多数TCP实现来说，ssthresh的值是65536(同样以字节计算)。
拥塞避免的主要思想是加法增大，也就是cwnd的值不再指数级往上升，开始加法增加。
此时当窗口中所有的报文段都被确认时，cwnd的大小加1，cwnd的值就随着RTT开始线性增加，这样就可以避免增长过快导致网络拥塞，慢慢的增加调整到网络的最佳值。
上面讨论的两个机制都是没有检测到拥塞的情况下的行为，那么当发现拥塞了cwnd又该怎样去调整呢？
首先来看TCP是如何确定网络进入了拥塞状态的，TCP认为网络拥塞的主要依据是它重传了一个报文段。
上面提到过，TCP对每一个报文段都有一个定时器，称为重传定时器(RTO)，当RTO超时且还没有得到数据确认，那么TCP就会对该报文段进行重传，当发生超时时，那么出现拥塞的可能性就很大，某个报文段可能在网络中某处丢失，并且后续的报文段也没有了消息，在这种情况下，TCP 反应比较“强烈”：
1.把ssthresh降低为cwnd值的一半
2.把cwnd重新设置为1
3.重新进入慢启动过程。
从整体上来讲，TCP拥塞控制窗口变化的原则是AIMD原则，即加法增大、乘法减小。
可以看出TCP的该原则可以较好地保证流之间的公平性，因为一旦出现丢包，那么立即减半退避，可以给其他新建的流留有足够的空间，从而保证整个的公平性。
其实TCP还有一种情况会进行重传：那就是收到3个相同的ACK。
TCP在收到乱序到达包时就会立即发送ACK，TCP利用3个相同的ACK来判定数据包的丢失，此时进行快速重传，快速重传做的事情有：
1.把ssthresh设置为cwnd的一半
2.把cwnd再设置为ssthresh的值(具体实现有些为ssthresh+3)
3.重新进入拥塞避免阶段。
后来的“快速恢复”算法是在上述的“快速重传”算法后添加的，当收到3个重复ACK时，TCP最后进入的不是拥塞避免阶段，而是快速恢复阶段。
快速重传和快速恢复算法一般同时使用。
快速恢复的思想是“数据包守恒”原则，即同一个时刻在网络中的数据包数量是恒定的，只有当“老”数据包离开了网络后，才能向网络中发送一个“新”的数据包，如果发送方收到一个重复的ACK，那么根据TCP 的ACK机制就表明有一个数据包离开了网络，于是cwnd加1。
如果能够严格按照该原则那么网络中很少会发生拥塞，事实上拥塞控制的目的也就在修正违反该原则的地方。
具体来说快速恢复的主要步骤是：
1.当收到3个重复ACK时，把ssthresh设置为cwnd的一半，把cwnd设置为ssthresh的值加3，然后重传丢失的报文段，加3的原因是因为收到3个重复的ACK，表明有3个“老”的数据包离开了网络。
2.再收到重复的ACK时，拥塞窗口增加1。
3.当收到新的数据包的ACK时，把cwnd设置为第一步中的ssthresh的值。
原因是因为该ACK确认了新的数据，说明从重复ACK时的数据都已收到，该恢复过程已经结束，可以回到恢复之前的状态了，也即再次进入拥塞避免状态。
快速重传算法首次出现在4.3BSD的Tahoe版本，快速恢复首次出现在4.3BSD 的Reno版本，也称之为Reno版的TCP拥塞控制算法。
可以看出Reno的快速重传算法是针对一个包的重传情况的，然而在实际中，一个重传超时可能导致许多的数据包的重传，因此当多个数据包从一个数据窗口中丢失时并且触发快速重传和快速恢复算法时，问题就产生了。
因此NewReno出现了，它在Reno快速恢复的基础上稍加了修改，可以恢复一个窗口内多个包丢失的情况。
具体来讲就是：Reno在收到一个新的数据的ACK时就退出了快速恢复状态了，而NewReno需要收到该窗口内所有数据包的确认后才会退出快速恢复状态，从而更一步提高吞吐量。
SACK就是改变TCP的确认机制，最初的TCP只确认当前已连续收到的数据，SACK 则把乱序等信息会全部告诉对方，从而减少数据发送方重传的盲目性。
比如说序号1，2，3，5，7的数据收到了，那么普通的ACK只会确认序列号4，而SACK 会把当前的5，7已经收到的信息在SACK选项里面告知对端，从而提高性能，当使用SACK的时候，NewReno算法可以不使用，因为SACK本身携带的信息就可以使得发送方有足够的信息来知道需要重传哪些包，而不需要重传哪些包。