04 拥塞避免
04-第4章 拥塞避免配置
通用路由平台VRP 操作手册（QoS）目录目录第4章拥塞避免配置.............................................................................................................4-14.1 简介.......................................................................................................................... 4-14.2 配置WRED ............................................................................................................... 4-34.2.1 建立配置任务................................................................................................... 4-34.2.2启用W RED .................................................................................................... 4-34.2.3 配置W RED计算平均队长的指数 ...................................................................... 4-44.2.4 配置W RED各优先级参数 ................................................................................ 4-44.3 维护WRED ............................................................................................................... 4-4第4章拥塞避免配置4.1 简介过度的拥塞会对网络资源造成极大危害，必须采取某种措施加以解除。
QoS培训--3-4 拥塞管理与拥塞避免
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CQ：Custom Queuing
CQ
0
1
10％
2
10％
3
5％
调度
4
10％
一共17个队列
16
20％
round robin，每次从 一个队列取定制的字 节数目(队列0为高优 先级)
CQ（custom Queuing）可以支持17个队列，队列0用于系统队列，队列0和其
他队列之间是SP的关系，只有队列0排空以后才能为其他队列提供服务，队
学完本课程后，您应该能：
理解拥塞管理与拥塞避免的原理。 掌握拥塞管理与拥塞避免的方法。
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目录
拥塞管理 拥塞避免
Page3
拥塞与拥塞管理
流量从高速端口流向低速端口会在低速端口上产生拥塞，如图A； 流量从多个端口流向同一个端口会在汇聚端口上产生拥塞，如图B 拥塞管理是指网络在发生拥塞时，如何进行管理和控制。处理的 方法是使用队列调度技术。将所有要从一个接口发出的报文进入 多个队列，按照各个队列的优先级进行处理。通过适当的队列调 度机制，可以优先保证某种类型的报文的QoS 参数，例如带宽、 时延、抖动等。
拥塞管理与拥塞避免
前言
当网络中间歇性的出现拥塞，时延敏感业务要求得到比非时延敏感业务更 高质量的QoS服务时，需要进行拥塞管理。拥塞避免是指通过监视网络资 源（如队列或内存缓冲区）的使用情况，在拥塞发生或有加剧的趋势时主 动丢弃报文，通过调整网络的流量来解除网络过载的一种流量控制机制。
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培训目标
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PQ：Priority Queuing
需由此接口 发送的报文
分类
队列 high
medium nomorl
网络拥塞解决方案
网络拥塞解决方案引言概述：随着互联网的普及和应用的广泛，网络拥塞问题日益突出。
网络拥塞不仅会影响用户的上网体验，还可能导致网络服务的中断，给企业和个人带来巨大的损失。
为了解决网络拥塞问题，各种解决方案应运而生。
本文将介绍五种常见的网络拥塞解决方案。
一、流量控制1.1 拥塞控制算法拥塞控制算法是一种通过控制数据包的发送速率来减少网络拥塞的方法。
常见的拥塞控制算法有TCP拥塞控制算法和RED（随机早期检测）算法。
TCP拥塞控制算法通过动态调整发送速率和接收窗口大小来控制网络拥塞。
RED算法则通过在路由器上检测网络拥塞的早期迹象，及时丢弃一部分数据包，从而减轻网络负载。
1.2 服务质量保证（QoS）服务质量保证是一种通过为不同类型的数据流分配不同的网络资源来保证网络性能的方法。
QoS可以根据数据流的重要性和敏感性，为其分配带宽、延迟、抖动等网络资源。
通过合理配置QoS策略，可以有效地减少网络拥塞，提高网络的可靠性和稳定性。
1.3 压缩技术压缩技术是一种通过减少数据传输的数据量来缓解网络拥塞的方法。
常见的压缩技术有无损压缩和有损压缩。
无损压缩可以将数据压缩为较小的体积，减少网络传输的数据量，从而减轻网络拥塞。
有损压缩则可以根据数据的重要性，舍弃一部分细节信息，进一步减小数据的体积。
二、增加带宽2.1 网络扩容网络扩容是一种通过增加网络带宽来缓解网络拥塞的方法。
可以通过增加链路带宽、升级网络设备或增加服务器数量等方式来实现网络扩容。
网络扩容可以有效地提高网络的传输能力，减少网络拥塞的发生。
2.2 多路径传输多路径传输是一种通过同时利用多条路径传输数据来增加网络带宽的方法。
可以通过路由器的负载均衡功能将数据流分散到多个路径上，从而提高网络的传输能力。
多路径传输可以有效地提高网络的吞吐量，减少网络拥塞的发生。
2.3 带宽控制带宽控制是一种通过限制网络流量的传输速率来增加网络带宽的方法。
可以通过在路由器或交换机上设置带宽限制策略，控制不同类型的数据流的传输速率。
CP5参考答案
第5章5-02 网络层提供数据报或虚电路服务对上面的运输层有何影响？答：若通信子网(网络层)所提供的服务越多，运输协议就可以做得越简单。
若网络层提供虚电路服务，那就能保证报文无差错、不丢失、不重复且按序地进行交付，因而运输协议就很简单。
但若网络层提供的是不可靠的数据报服务，则就要求主机有一个复杂的运输协议。
在极端情况下可以不需要运输层。
5-04 试用画图解释运输层的复用。
画图说明许多个运输用户复用到一条运输连接上，而这条运输连接又复用到IP数据报上。
答：所有的传输层协议都为应用程序提供多路复用多路分用服务。
除了多路复用多路分用服务之外，传输层协议还可以给应用进程提供其他服务，包括可靠数据传输、带宽保证和传输延迟保证。
5-09 端口的作用是什么？为什么端口号要划为三种？答：提供运输层的复用和分用功能。
教材p.183-184。
5-11 若一个应用进程使用运输层的用户数据报UDP。
但继续向下交给IP层后，又封装成IP数据报。
既然都是数据报，是否可以跳过UDP而直接交给IP层？哪些功能UDP提供了但IP没有提供？答：不可以。
复用和用户数据的差错检测。
5-12 一个应用程序用UDP，到了IP层将数据报再划分为4个数据报片发送出去。
结果前两个数据报片丢失，后两个到达目的站。
过了一段时间应用程序重传UDP而IP层仍然划分为4个数据报片来传送。
结果这次前两个到达目的站而后两个丢失。
试问：在目的站能否将这两次传输的4个数据报片组装成为完整的数据报？假定目的站第一次收到的后两个数据报片仍然保存在目的站的缓存中。
答：不。
5-13 一个UDP 数据报的数据字段为8192字节。
在链路层要使用以太网来传送。
试问应当划分为几个数据报片？说明每一个数据报片的数据字段长度和片偏移字段的值。
答：6个。
UDP 数据报的长度是8（报头）+8192=8200；IP 数据报数据字段的长度：前5个是1480字节（加IP 首部，假定固定20字节后为1500，CP4；以太网数据字段最大1500字节，CP3。
华为交换机 01-04 拥塞避免和拥塞管理配置
4拥塞避免和拥塞管理配置关于本章拥塞避免和拥塞管理配置介绍了拥塞避免和拥塞管理的基本概念、配置方法和配置示例。
4.1 拥塞避免和拥塞管理概述拥塞避免通过指定报文丢弃策略来解除网络过载，拥塞管理通过指定报文调度次序来确保高优先级业务优先被处理。
4.2 设备支持的拥塞避免和拥塞管理特性为了解决网络拥塞，可以通过拥塞避免在网络出现拥塞时主动丢弃一些报文，解除网络过载；另外，为了使用户得到更好的服务质量，可以通过拥塞管理对时延敏感业务优先调度，使得这些业务得到更高的QoS服务。
两者在配置上属于并列关系。
4.3 配置拥塞避免设备根据SRED的配置信息对不同颜色的报文按照一定的丢弃概率主动丢弃队列中的报文，从而调整从接口输出的流量速率。
4.4 配置端口队列调度S2700EI支持的端口对列调度方式包括：WRR、PQ+WRR。
4.5 配置拥塞管理（S2700-52P-EI、S2700-52P-PWR-EI、S2710SI、S3700SI、S3700EI）当网络中发生间歇性拥塞时，可以配置拥塞管理，设备将按照指定的调度策略决定报文转发时的处理次序，以达到高优先级报文优先被调度的目的。
4.6 维护拥塞避免和拥塞管理通过维护拥塞避免和拥塞管理，可以查看和清除基于队列的流量的统计信息。
4.7 配置举例通过示例介绍拥塞避免和拥塞管理。
4.1 拥塞避免和拥塞管理概述拥塞避免通过指定报文丢弃策略来解除网络过载，拥塞管理通过指定报文调度次序来确保高优先级业务优先被处理。
传统网络所面临的服务质量问题主要由拥塞引起，拥塞是指由于网络资源不足而造成速率下降、引入额外延时的一种现象。
拥塞会造成报文的传输时延、吞吐率低及资源的大量耗费。
而在IP分组交换及多业务并存的复杂环境下，拥塞又极为常见。
拥塞避免和拥塞管理就是解决网络拥塞的两种流控方式。
拥塞避免拥塞避免是指通过监视网络资源（如队列或内存缓冲区）的使用情况，在拥塞发生或有加剧趋势时主动丢弃报文，通过调整网络的流量来解除网络过载的一种流量控制机制。
计算机网络拥塞控制与避免
流量整形与流量控制
流量整形
通过控制数据包的发送顺序和速率，避免网络拥塞的发生。
流量控制
通过限制发送方的发送速率，避免网络拥塞的发生。
03
计算机网络拥塞避免技术
队列管理技术
先进先出队列
按照数据包到达的顺序进行服务 ，当队列满时，新到达的数据包 将被丢弃。
拥塞原因
造成网络拥塞的原因有很多，包 括网络设备处理能力不足、网络 拓扑结构不合理、用户流量分布 不均、网络攻击等。
拥塞对网络性能的影响
网络延迟增加
当网络发生拥塞时，数据包在网络中的传输时间会延 长，导致网络延迟增加。
丢包率上升
由于网络拥塞，数据包可能会在网络中丢失，导致丢 包率上升。
网络吞吐量下降
MPLS拥塞控制协议
MPLS拥塞控制机制
MPLS网络通过标签交换路径（LSP）进行 数据传输，当网络出现拥塞时，MPLS路由 器会根据预设的策略对进入网络的流量进行 控制，以避免拥塞的发生。
MPLS拥塞控制策略
MPLS拥塞控制策略主要包括显式通知（ Explicit Congestion Notification，ECN） 和隐式通知（Implicit Congestion Notification，ICN）等，通过在数据包中 添加特定的标签或比特位来指示网络中的拥 塞情况，以便路由器进行相应的处理。
案例二：视频会议中的拥塞避免技术应用
视频会议对网络带宽和延迟的 要求较高，拥塞避免技术可以 确保视频流的稳定传输。
在视频会议中的应用场景包括Fra bibliotek：实时视频通信、语音通话、 数据共享等。
拥塞避免技术可以采取以下策 略：基于队列长度的避免算法 、基于窗口的避免算法、基于 速率的避免算法等。
QoS拥塞避免
——拥塞避免 拥塞避免
综合鉴定部
前言
拥塞避免（ ），是指通过 拥塞避免（Congestion Avoidance），是指通过 ）， 监视网络资源（如队列或内存缓冲区）的使用情况， 监视网络资源（如队列或内存缓冲区）的使用情况， 在拥塞有加剧的趋势时，主动丢弃报文，通过调整 在拥塞有加剧的趋势时，主动丢弃报文， 网络的流量来解除网络过载的一种流控机制。 网络的流量来解除网络过载的一种流控机制。 RED（Random Early Detection，随机早期检测） （ ，随机早期检测） 或WRED（Weighted Random Early Detection， （ ， 加权随机早期检测）是拥塞避免的常用手段 加权随机早期检测）
WRED原理
100%
10%
IP Precedence
0
20
1 2 3 4 5 6 7 22 24 26 28 31 33 35 37
40
Average Queue Size
WRED工作流程
Calculate Average Queue Size
WRED
WRED： WRED：Weighted Random Early Detection 原理上与RED完全一致 原理上与RED完全一致 RED 不同点在于可以根据不同的权重分配不同的RED丢弃策略； 不同点在于可以根据不同的权重分配不同的RED丢弃策略； RED丢弃策略 权重可以是IP Precedence，也可以是DSCP DSCP； 权重可以是IP Precedence，也可以是DSCP； 根据不同的权重信息，可以指定丢弃区间、丢弃概率。 根据不同的权重信息，可以指定丢弃区间、丢弃概率。
NetworkDesign第七章物理网络设计
树型拓扑结构层次分明，易于扩展和 维护。信息沿着层次逐级传递，每个 节点只与其上一级和下一级节点有连 接关系，适用于大规模网络和具有层 次结构的组织。
环型拓扑结构
总结词
一种首尾相连的拓扑结构，每个节点都 有两个连接，形成一个闭环。
VS
详细描述
环型拓扑结构具有较高的可靠性，因为信 息沿着环路单向传递，即使某个节点或连 接出现故障，也不会影响整个网络的运行 。适用于需要高可靠性的网络。
03 网络布线设计
网线类型和规格
网线类型
双绞线和光纤是最常见的两种网线类型。双绞线由两根绝缘 的金属线对扭在一起组成，而光纤则由玻璃或塑料纤维组成 ，传输速度更快，但成本较高。
网线规格
网线的规格通常指线缆的直径、芯数、传输速率等参数。常 见的规格包括Cat 5、Cat 6和Cat 7等，其中Cat 7支持万兆 传输，是未来网络发展的趋势。
的高速传输。
可靠性
选择稳定可靠的设备， 能够保证网络的持续运
行。
扩展性
选择具有良好扩展性的 设备，能够满足未来网
络发展的需求。
安全性
选择具有安全功能的设 备，能够保护网络免受
攻击。
服务器和存储设备选择
性能
选择高性能的服务器和存储设备，能够提高 数据处理和存储的效率。
可扩展性
选择具有良好扩展性的设备，能够满足未来 业务发展的需求。
网络设计第七章物理网络设计
目录
• 物理网络设计概述 • 网络硬件设备选择 • 网络布线设计 • 网络拓扑结构选择 • 网络地址规划 • 网络性能优化设计
01 物理网络设计概述
物理网络设计的定义和目标
定义
物理网络设计是指根据业务需求 和网络规模，规划、构建和优化 网络硬件设施的过程。
简述对拥塞控制和避免的相关理解
HUNAN UNIVERSITY计算机网络论文题目：简述对拥塞控制和避免的理解学生姓名田玉祥学生学号20110801129专业班级 2011级计科一班指导老师王东老师2014年04月23日简述对拥塞控制和避免的理解田玉祥摘要：随着网络科技的进步，人们越来越多地提出了包括多媒体通信在内的综合服务要求，拥塞控制现在是Internet研究的热点，在最初的TCP协议中只有流量控制(flow control)而没有拥塞控制,接收端利用TCP报头将接收能力通知发送端.这样的控制机制只考虑了接收端的接收能力,而没有考虑网络的传输能力,导致了网络崩溃(congestion collapse)的发生。
在计算机网络中的链路容量，交换节点中的缓冲区和处理机等，都是网络的资源。
在某段时间，若对网络中的某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏。
这种情况就叫做拥塞（congestion）。
若网络中有许多资源同时产生拥塞。
网络的性能就要明显变差，整个网络的吞吐量就将随输入的负荷的增大而下降。
网络中的拥塞来源于网络资源和网络流量分布的不均衡性.拥塞不会随着网络处理能力的提高而消除.拥塞控制算法的分布性、网络的复杂性和对拥塞控制算法的性能要求又使拥塞控制算法的设计具有很高的难度.到目前为止,拥塞问题还没有得到很好的解决。
因此对拥塞控制的讨论是一个很重要的问题，同时对于端到端的流量控制和拥塞控制性能的研究是非常重要的。
关键字：拥塞控制，拥塞，拥塞控制算法，研究Abstract:With the advancement of internet technology, more and more people including multimedia communications, presented a comprehensive service requirements, Internet congestion control is now a hot research,only the flow control without the congestion control, the receiver using the TCP header will receive capability to inform the sender in the first TCP protocol. Such control mechanisms considered only receiving the receive capability, without considering the transmission capacity of the network, resulting in a congestion collaps e occurs.In a computer network link capacity, the buffer and the switch node processors, are resources in the network. At a certain time, if the demand for network resources over a portion of the available resources can provide, network performance would deteriorate. This situation is called congestion.If the network has a lot of resources while producing congestion. Significantly deteriorate the performance of the network is necessary, increasing the throughput of the network will decrease with load input. Congestion in the network and the network resources from the imbalance of the distribution of network traffic. Congestion does not deal with the increase of the network capacity and elimination. Distributed congestion control algorithm, the complexity and performance of the congestion control algorithm and network requirements make congestion control algorithm is designed with a high degree of difficulty so far, congestion problems have not been solved. Therefore, the discussion of thecongestion control is a very important issue, and for the end to end flow control and congestion control study is very important.Keywords：congestion control，congestion，congestion control algorithm，Research引言Internet中拥塞控制的大部分工作是由TCP完成的，目前标准TCP协议的实现都包含了一些避免和控制网络拥塞的算法。
如何避免通信技术中的网络拥塞问题
如何避免通信技术中的网络拥塞问题随着通信技术的迅猛发展，网络拥塞已成为一个普遍存在的问题。
网络拥塞是指在网络中的传输速率超过了网络能处理的能力，导致网络使用者无法正常使用网络服务。
网络拥塞不仅会影响用户体验，还会给通信系统带来巨大的负担。
因此，如何有效地避免通信技术中的网络拥塞问题成为了一个亟待解决的课题。
首先，为了避免网络拥塞，我们需要定期评估和扩充网络容量。
通过对网络容量的评估，我们可以及时发现网络容量短缺的问题，并采取相应的措施进行扩充。
这包括增加网络带宽、优化网络拓扑结构、增加服务器数量等等。
通过不断扩充网络容量，我们可以提高网络的吞吐量，从而避免网络拥塞的发生。
其次，我们还可以通过流量控制来避免网络拥塞。
流量控制是指通过对流入网络的数据流量进行控制，以确保网络的正常运行。
常用的流量控制手段包括拥塞控制、流量调度、流量限速等等。
拥塞控制主要是通过采用路由选择算法来避免网络拥塞。
流量调度则是通过动态调整网络中各个流的优先级和带宽分配来实现。
流量限速是指限制流入网络的数据流量，以防止网络拥塞的发生。
通过合理地运用这些流量控制手段，我们可以有效地避免网络拥塞。
另外，优化应用和传输协议也是避免网络拥塞的重要手段。
应用层的优化包括压缩数据、减少冗余数据的传输、使用缓存技术等等。
通过优化应用层的数据传输，可以减少网络传输的数据量，从而减轻网络负担。
传输层的优化包括实现可靠的数据传输、采用流量控制机制、增加数据窗口等等。
优化传输协议可以提高数据传输的效率，减少传输过程中的丢包率，从而避免引起网络拥塞。
此外，合理的网络管理和监控也是避免网络拥塞的关键。
网络管理包括配置网络设备、监测网络状态、排查网络故障等等。
通过合理地进行网络管理，可以提高网络的可用性和稳定性，减少网络拥塞的发生。
网络监控可以实时监测网络的负载情况，及时发现网络拥塞的迹象，并采取相应的措施进行调整。
通过网络监控，我们可以更加有效地预防和避免网络拥塞的发生。
拥塞控制
3)以往的工作主要采用局部线性化方法，缺乏对系统全局动力学的理论分析。此外，在多种源端拥塞控制策 略和路由器避免策略并存时，如何分析整个网络的稳定性，如何分析各种不确定因素对稳定性的影响等，也是需 要认真考虑的问题。
控制方法
分组丢弃法
缓冲区预分配法
定额控制法
拥塞控制该法用于虚电路分组交换网中。在建立虚电路时,让呼叫请求分组途经的节点为虚电路预先分配一个 或多个数据缓冲区。若某个节点缓冲器已被占满,则呼叫请求分组另择路由,或者返回一个"忙"信号给呼叫者。这 样,通过途经的各节点为每条虚电路开设的永久性缓冲区(直到虚电路拆除),就总能有空间来接纳并转送经过的分 组。此时的分组交换跟电路交换很相似。当节点收到一个分组并将它转发出去之后,该节点向发送节点返回一个确 认信息。该确认一方面表示接收节点已正确收到分组,另一方面告诉发送节点,该节点已空出缓冲区以备接收下一 个分组。上面是"停一等"协议下的情况,若节点之间的协议允许多个未处理的分组存在,则为了完全消除拥塞的可 能性,每个节点要为每条虚电路保留等价于窗口大小数量的缓冲区。这种方法不管有没有通信量,都有可观的资源 (线路容量或存储空间)被某个连接占有,因此网络资源的有效利用率不高。这种控制方法主要用于要求高带宽和 低延迟的场合,例如传送数字化语音信息的虚电路。
4) TCP/IP拥塞控制的设计和实现面临着众多的折中，不可能有一种设计和实现所有环境中都是“最好的”。 现有的拥塞控制思路、方法和技术在多目标的不同环境中面临着挑战，它们还有许多要改进的地方。
拥塞避免
5.8.4 拥塞避免•思路：让拥塞窗口 cwnd 缓慢地增大，即每经过一个往返时间 RTT 就把发送方的拥塞窗口 cwnd 加 1，而不是加倍，使拥塞窗口 cwnd 按线性规律缓慢增长。
•因此在拥塞避免阶段就有“加法增大” (Additive Increase) 的特点。
这表明在拥塞避免阶段，拥塞窗口 cwnd 按线性规律缓慢增长，比慢开始算法的拥塞窗口增长速率缓慢得多。
当网络出现拥塞时•无论在慢开始阶段还是在拥塞避免阶段，只要发送方判断网络出现拥塞（重传定时器超时）：•ssthresh = max(cwnd/2，2)•cwnd = 1•执行慢开始算法•这样做的目的就是要迅速减少主机发送到网络中的分组数，使得发生拥塞的路由器有足够时间把队列中积压的分组处理完毕。
当 TCP 连接进行初始化时，将拥塞窗口置为 1。
图中的窗口单位不使用字节而使用报文段。
慢开始门限的初始值设置为 16 个报文段，即 ssthresh = 16。
超时24 6 8 10 12 14 16 18 20 0 0481216 2024传输轮次拥塞窗口 cwnd3-ACK TCP Reno版本ssthresh 的初始值❶❷ ❸❹ ❺慢开始慢开始超时24 6 8 10 12 14 16 18 20 0 0481216 2024传输轮次拥塞窗口 cwnd3-ACK TCP Reno版本ssthresh 的初始值❶❷ ❸❹ ❺慢开始慢开始发送端的发送窗口不能超过拥塞窗口 cwnd 和接收端窗口 rwnd 中的最小值。
我们假定接收端窗口足够大，因此现在发送窗口的数值等于拥塞窗口的数值。
在执行慢开始算法时，拥塞窗口 cwnd=1，发送第一个报文段。
超时2468 10 12 14 16 18 20 0 048 1216 2024传输轮次拥塞窗口 cwnd3-ACK TCP Reno版本ssthresh 的初始值❶❷ ❸❹ ❺超时2468 10 12 14 16 18 20 0 08 1216 2024传输轮次拥塞窗口 cwnd3-ACK TCP Reno版本ssthresh 的初始值❶❷ ❸❹ ❺4发送方每收到一个对新报文段的确认 ACK ，就把拥塞窗口值加 1，然后开始下一轮的传输（请注意，横坐标是传输轮次，不是时间）。
拥塞避免
上图解释“TCP慢启动”：假如接口的带宽为2M，接口不是一下子就以3Mbits/s的速率往外发包。
接口的发包速率以2的N次方kbits/s递增（N=0，1，2…），如果接收方同意，则N 递增。
什么是TCP慢启动，为什么需要慢启动？在广域网，TCP报文可能要经过多个路由器和速率较慢的链路。
如果发送方一开始就向网络发送多个报文段，则中间路由器的缓冲负担会立刻加重，很可能致使路由器缓存空间耗尽，引发丢包。
举例说明：假设中间路由存储空间可以缓存3个报文段(这是作了简化的假设)，发送端连续发出了编号为1,2,3,4,5的报文段，中间路由可能来不及一次性全部转发，于是先将转发1和2，缓存3,4,5，此时路由器存储空间耗尽。
这时发送方又有新报文6,7到达，于是来不及转发的3,4被丢弃，6,7被缓存，这样不可避免地导致了重传发生。
为了解决这一问题，TCP需要支持“慢启动”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”。
慢启动算法在发送方TCP增加了一个拥塞窗口，记为cwnd，它与通告窗口相互配合来完成慢启动过程。
当TCP连接建立成功以后，开始阶段，cwnd为1个报文段。
发送方每收到一个ack，cwnd都会增加。
收到第一个ack时，cwnd = 2;收到第2个ack时，cwnd = 4，如此这般以指数关系增加，直到“cwnd = 通告窗口”或者发送报文的速率达到了网路的容量，中间路由器开始丢弃分组，这就通知发送方拥塞窗口开得过大。
需要注意的是：1.发送方发送上限是cwnd和通告窗口的最小值(单位是字节)。
2.cwnd以字节为单位，但是慢启动以报文段大小为单位进行增加。
多个TCP流同时进入TCP慢启动的过程被称为全局同步（global synchronization）或者TCP 同步。
当TCP同步发生时，连接的带宽不能充分利用，从而造成了带宽的浪费。
随着网络的普及，信息交流与信息共享成为人们日常生活中必不可少的一部分。
Ip QoS
低延迟队列
低延迟队列
低延迟队列(LLQ)把PQ的特性加入到了CBWFQ中，这点和IP RTP优先级特性类似。如果没有LLQ， 对于一些实时的数据流量，比如语音数据流量，CBWFQ对于每个定义好的分类的操作是基于WFQ 的。采用了LLQ之后，该分类的操作将优先于别的分类。LLQ减少了语音会话的抖动。LLQ和IP RTP优先级特性的区别在于，它不受UDP端口号的限制。 PQ和CBWFQ队列的带宽总和不能超过接口带宽的75%，可通过max-reserved-bandwidth命令修改 默认的最大可预留带宽。
01 概述
03 最小带宽 05 RED技术
目录
02 默认情况配置 04 设置方式 06 低延迟队列
概述
概述
IP QOS：比单键限制BT、迅雷更有效的带宽管理方案 “怎么速那么慢啊，这吧太差了！”作为吧经营者的您，听到这些抱怨时，您是否会迷惑：“宽 带从8M的ADSL线路换成了10M的光纤，从一条电信10M光纤增加到电信和通各10M光纤，仍然是慢， 到底多少带宽才不会慢？”带宽真的不够吗？不是，一般情况下，一个200台电脑的吧，10M的光 纤线路足矣！（当然，电信与通之间互访速度慢的“顽疾”除外）
默认情况配置
默认情况配置
默认情况下，整个络的带宽是共享的，共享的也就意味着是互相影响的，络中部分用户去看络电 视、去下载电影、存在病毒等都会严重影响到其他用户的正常运行。那么是不是屏蔽了BT、迅雷 等常用下载软件就能正常呢？也不是，下载确实是带宽占用的最大源头，但是您屏蔽了BT、迅雷， 那还有电骡、比特精灵怎么办？再屏蔽了电骡、比特精灵，还有哇嘎、POCO以及PPLIVE、 PPSTREAM等、据不完全统计，常见的P2P软件至少有几十种，屏蔽永远是治标不治本，另外下载 对于吧来说，也有很大的需求和客户源头，比如在空闲时您可能需要用迅雷和BT来下载最新的络 游戏，如果完全屏蔽了BT、迅雷等，反而导致使用不方便和流失部分顾客，使吧在竞争中处于不 利的境地！
tcp拥塞避免算法
tcp拥塞避免算法TCP拥塞避免算法TCP是一种面向连接的传输协议，它可以在不可靠的IP网络之上提供可靠的数据传输服务。
TCP算法中的拥塞控制机制是TCP协议中的重要组成部分，它可以通过监测网络的拥塞程度，避免网络拥塞，保证网络的稳定性和可靠性。
TCP拥塞避免算法是TCP协议中的一种拥塞控制算法，它可以通过调整发送方的拥塞窗口大小，来避免网络拥塞。
这种算法的基本思想是，在发送方发送数据之前，先检查网络的拥塞情况，如果网络拥塞程度较低，就可以适当增加拥塞窗口大小，以提高传输速度；如果网络拥塞程度较高，就可以适当减小拥塞窗口大小，以避免网络拥塞。
TCP拥塞避免算法的实现主要有两种方法：慢启动和拥塞避免。
慢启动是指在TCP连接建立之初，拥塞窗口大小设置为一个小的值，然后随着时间的推移逐渐增加拥塞窗口大小，直到达到一个合适的值。
这个过程可以避免网络拥塞，同时也可以尽快将数据发送出去。
拥塞避免是指在TCP连接建立之后，如果网络拥塞程度比较低，可以适当增加拥塞窗口大小，以提高传输速度；如果网络拥塞程度比较高，可以适当减小拥塞窗口大小，以避免网络拥塞。
拥塞避免算法可以通过监测网络的拥塞情况，自适应地调整拥塞窗口大小，以达到最佳的传输效率。
TCP拥塞避免算法的核心是拥塞窗口，它是TCP协议中的一个重要参数，用于控制发送方发送数据的速度。
拥塞窗口的大小与网络的拥塞程度密切相关，当网络拥塞程度较高时，拥塞窗口大小应该适当减小，以避免网络拥塞；当网络拥塞程度较低时，拥塞窗口大小应该适当增加，以提高传输速度。
TCP拥塞避免算法的实现需要考虑以下几个方面：首先，需要对网络的拥塞情况进行监测，可以使用TCP的拥塞窗口控制机制来实现；其次，需要适当调整拥塞窗口大小，可以使用TCP的慢启动和拥塞避免算法来实现；最后，需要根据网络的拥塞情况，动态地调整拥塞窗口大小，以达到最佳的传输效率。
总的来说，TCP拥塞避免算法是一种非常重要的拥塞控制算法，它可以通过动态地调整拥塞窗口大小，避免网络拥塞，保证网络的稳定性和可靠性。
tcp拥塞避免算法
tcp拥塞避免算法TCP拥塞避免算法TCP（Transmission Control Protocol）是一种可靠的传输协议，用于在网络中传输数据。
在数据传输过程中，TCP拥塞避免算法是一种重要的机制，用于控制网络拥塞。
TCP拥塞避免算法的原理是通过动态调整TCP窗口大小，以避免网络拥塞。
当TCP发送方发送的数据包过多，网络出现拥塞时，TCP 拥塞避免算法会减少发送方的数据包数量，从而避免网络拥塞的发生。
TCP拥塞避免算法的实现依赖于两个重要的参数：拥塞窗口大小和慢启动阈值。
拥塞窗口大小是指TCP发送方可以发送的数据包数量，慢启动阈值是指TCP发送方在慢启动阶段可以增加拥塞窗口的阈值。
TCP拥塞避免算法的工作流程如下：1. 初始阶段：TCP发送方将拥塞窗口设置为一个较小的值，并将慢启动阈值设置为一个较大的值。
在这个阶段，TCP发送方会逐渐增加拥塞窗口的大小，以达到网络的最大带宽。
2. 慢启动阶段：当TCP发送方发送的数据包被确认时，它会根据拥塞窗口大小和慢启动阈值逐渐增加拥塞窗口的大小。
如果网络出现拥塞，TCP发送方会将慢启动阈值设置为当前拥塞窗口的一半，并将拥塞窗口大小设置为一个较小的值。
3. 拥塞避免阶段：当TCP发送方达到慢启动阈值时，它会进入拥塞避免阶段。
在这个阶段，TCP发送方会根据网络的实际情况逐渐增加拥塞窗口的大小。
如果网络出现拥塞，TCP发送方会将慢启动阈值设置为当前拥塞窗口的一半，并将拥塞窗口大小设置为一个较小的值。
4. 快速恢复阶段：当TCP发送方接收到三个重复的确认包时，它将进入快速恢复阶段。
在这个阶段，TCP发送方会将拥塞窗口大小减少到慢启动阈值的一半，并将慢启动阈值设置为当前拥塞窗口的一半。
在快速恢复阶段，TCP发送方会继续发送数据包，直到收到新的确认包。
TCP拥塞避免算法是一种重要的机制，用于控制网络拥塞。
通过动态调整TCP窗口大小，TCP拥塞避免算法可以避免网络拥塞的发生，并保证数据传输的可靠性和稳定性。
计算机网络性能指标介绍
测试结果分析
1
吞吐量：衡量网络传输数据的能力，单位时间内传输的数据量
2
延迟：衡量网络传输数据的速度，数据从发送到接收的时间差
3
抖动：衡量网络传输数据的稳定性，数据传输时间的变化程度
4
丢包率：衡量网络传输数据的可靠性，丢失数据包的比例
谢谢
带宽可以分为上行带 宽和下行带宽，分别 代表网络传输数据的 上传速度和下载速度。
01
02
03
04
延迟
1
定义：数据从发 送端到接收端所
需的时间
2
影响因素：网络 带宽、传输距离、
网络拥塞等
3
重要性：延迟 越低，网络性
能越好
4
降低延迟的方法： 优化网络拓扑结 构、使用更高效
的传输协议等
抖动
1. 定义：数据包传输时延的变化
5
带宽利用率：衡量网络传输数据的效率，实际传输数据量与可用带宽的比值
6
网络拓扑结构：衡量网络传输数据的路径，节点和链路的连接方式
3 网络性能优化策略
负载均衡
负载均衡器：将 网络流量分配到 多个服务器，提
高系统性能
负载均衡算法： 根据服务器负载 情况，选择合适 的算法进行流量
分配
负载均衡策略： 根据网络拓扑结 构、服务器性能 等因素，制定合 适的负载均衡策
02
网络模拟器：用于模拟网络环境 的软件
03
网络监控工具：用于实时监控网 络性能的软件
04
网络压力测试工具：用于测试网 络在高负载条件下的性能表现
测试场景
网络拓扑结构：测试网络拓扑结构的不同， 如星型、总线型、环型等
数据传输过程详解
一、FTP 客户端发送数据到FTP 服务器端，详述其工作过程。
两台机器的连接情况如下图所示：详细解答如下1.1、假设初始设置如下所示：客户端FTP 端口号为：32768服务器端FTP 端口号为：21设备PC1 (客户端)：PC2 (服务器端)：Switch1 ：MAC 地址列表Switch2 ：MAC 地址列表端口S0 设置端口S1 设置Router：路由表设置MAC 地址(MAC1)：A01IP 地址(IP1)：192.168.1.1子网掩码：255.255.255.0默认网关：192.168.1.2MAC 地址(MAC2)：A02IP 地址(IP2)：192.168.2.1子网掩码：255.255.255.0默认网关：192.168.2.2端口MAC 地址1 A012 A03端口MAC 地址1 A022 A04 MAC 地址(MAC3)：A03IP 地址(IP1)：192.168.1.2MAC 地址(MAC4)：A04IP 地址(IP1)：192.168.2.2网络号192.168.1.0192.168.2.0端口号S0 S11.2、不同网络段上的两台计算机通过TCP/IP 协议通讯的过程如下所示：协议是水平的，服务是垂直的。
物理层，指的是电信号的传递方式，透明的传输比特流。
链路层，在两个相邻结点间的路线上无差错地传送以帧为单位的数据。
网络层，负责为分组交换网上的不同主机提供通信，数据传送的单位是分组或者包。
传输层，负责主机中两个进程之间的通信，数据传输的单位是报文段。
网络层负责点到点(point-to-point)的传输(这里的“点”指主机或者路由器)，而传输层负责端到端(end-to-end)的传输(这里的“端”指源主机和目的主机) 。
1.3、数据包的封装过程不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段(segment)，在网络层叫做数据报(datagram)，在链路层叫做帧(frame)。
华为交换机学习指南
5.3.1 CSS基本概念 5.3.2 CSS特性的产品支持
5.4.1配置注意事项及缺省配置 5.4.2 CSS集群配置任务 5.4.3配置CSS集群 5.4.4 CSS集群管理 5.4.5集群卡连接方式CSS配置示例 5.4.6业务口连接方式CSS集群配置示例 5.4.7 CSS集群直连方式DAD配置示例 5.4.8 CSS集群Relay代理方式DAD配置示例
读书笔记
华为可以说是做交换机起来的，这方面肯定是权威和领先的，绝对值得学习！。
主编同志，你写书时对自己写的例子有没有实际去验证是否能配置正确，这是技术类书籍，对于技术我个人 觉得必须严谨，不是小说。
目录分析
1
1.1华为园区 交换机基础
1.2 S1700系 2
列交换机的选 型与应用
3 1.3 S2700系
6.10管理VLAN 的配置与管理
6.1.1 VLAN概述 6.1.2理解VLAN的形成原理 6.1.3 VLAN标签 6.1.4主要VLAN特性及产品支持
6.2.1二层以太网端口 6.2.2二层以太网链路 6.2.3配置基于端口划分VLAN 6.2.4基于端口划分VLAN的配置示例
6.3.1配置基于MAC地址划分VLAN 6.3.2基于MAC地址划分VLAN的配置示例
3.6.1用户登录概述 3.6.2配置用户通过Telnet登录交换机 3.6.3通过Telnet登录交换机的配置示例 3.6.4配置用户通过STelnet登录交换机 3.6.5通过STelnet登录交换机的配置示例 3.6.6配置用户通过HTTP Web网管登录交换机 3.6.7通过HTTP Web网管登录交换机的配置示例 3.6.8配置用户通过HTTPS Web网管方式登录交换机 3.6.9通过HTTPS Web网管登录交换机的配置示例
网络控制系统中的基本问题
实时控制协议应满足实时性、可靠性和稳定性要求，包括优 先级调度、流量控制、拥塞避免等机制。
应用场景
广泛应用于工业自动化、智能交通、航空航天等需要高精度 控制的领域。
03 数据传输的可靠性与稳定 性
数据传输的可靠性问题
数据丢失
在网络控制系统中，数据在传输过程中可能会因为各种原 因（如网络拥堵、设备故障等）而丢失，导致控制系统的 性能下降。
感谢您的观看
智能家居
家庭中的各种设备可以通 过网络控制系统实现智能 化控制和管理，提高生活 便利性和舒适度。
网络控制系统的发展历程
初期阶段
成熟阶段
20世纪90年代初，随着计算机技术和 通信技术的发展，人们开始探索将计 算机和通信技术应用于控制系统中。
目前，网络控制系统已经逐渐成熟， 成为工业自动化、智能交通、智能家 居等领域的重要技术手段。
对数据进行处理和转发，这会导致数据传输的延迟，影响控制系统的实
时性。
02
数据抖动
在网络控制系统中，由于网络流量的波动和网络设备的处理能力限制等
原因，导致数据传输的延迟可能会发生波动，这种现象称为数据抖动，
它会影响控制系统的稳定性。
03
数据拥塞
在网络控制系统中，如果发送端发送数据的速率超过了网络的承载能力，
流量控制算法的设计与实现
算法设计
流量控制算法的目标是控制数据流量，避免网络拥塞。常见的流量控制算法包括基于窗口的流量控制、基于速率 的流量控制等。
实现方式
流量控制算法的实现通常需要与网络协议配合，通过调整发送窗口大小、发送速率等参数来控制数据流量。
拥塞避免机制的研究与应用
研究内容
拥塞避免机制旨在预防和减轻网络拥塞，提高网络性能。研究内容包括拥塞感知路由协议、队列管理 技术、动态带宽分配等。
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Packets of Aggressive Flows
Prec. 0
Queue
TCP does not react well if multiple packets are dropped.
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尾部丢弃的缺点
简单的尾部丢弃有一些严重的缺陷 简单的尾部丢弃有一些严重的缺陷: – TCP同步 同步(synchronization) 同步 – TCP饿死 饿死(starvation) 饿死 – 高的延迟和抖动 高的延迟和抖动(jitter) – 无区别的丢弃
Default PHB (FIFO, tail drop) EF PHB AF PHB Class-selector PHB (IP precedence)
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在不同时段内，多个TCP的会话重置 在不同时段内，多个 的会话重置. 的会话重置 TCP 的窗口大小增加 的窗口大小增加. 尾部丢弃导致大量 尾部丢弃导致大量TCP会话的大量数据包在同一时段内被丢弃 会话的大量数据包在同一时段内被丢弃. 会话的大量数据包在同一时段内被丢弃 TCP会话同时重置 (synchronization). 会话同时重置
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加权随机早期检测
WRED 为不同的权重使用不同的随机早期检测策略 为不同的权重使用不同的随机早期检测策略. 每个策略都含有: 每个策略都含有 – 最小门限值 – 最大门限值 – 最高丢弃概率 权重可以是 权重可以是: – IP优先级 种策略 优先级(8种策略 优先级 种策略) – DSCP (64种策略 种策略) 种策略 WRED丢弃不重要的数据包的几率比丢弃重要数据包 丢弃不重要的数据包的几率比丢弃重要数据包 的几率更高. 的几率更高
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WRED策略 策略
Drop Probability 100%
10% 10 20 40
WRED 策略可以手工配置 策略可以手工配置.
Average Queue Size
针对基于 优先级的WRED，可以设置 个缺省值 针对基于IP优先级的 个缺省值. 优先级的 ，可以设置8个缺省值 针对基于 针对基于DSCP的WRED，可以设置 个缺省值 的 ，可以设置64个缺省值
Delay
Tail dropping does not look at IP Precedence. Packets experience long delay if the interface is constantly congested.
持续高的缓存利用率 (长的队列 导致延迟 长的队列)导致延迟. 长的队列 导致延迟 持续的大量的流量导致其他流量无法获取服务 持续的大量的流量导致其他流量无法获取服务(starve). 变化的队列长度导致抖动 变化的队列长度导致抖动(jitter). 无区别的丢弃 无区别的丢弃.
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TCP同步 同步(Synchronization) 同步
Average link use
Flow A Flow B Flow C
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课程目标
完成这个章节的学习，我们可以做到 完成这个章节的学习，我们可以做到:
掌握随机早期检测 掌握随机早期检测(random early detection) 掌握和配置加权随机早期检测(weighted random 掌握和配置加权随机早期检测 early detection) 掌握基于流的加权随机早期检测 掌握基于流的加权随机早期检测(flow-based WRED) 的原理和配置
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结论
应当避免尾部丢弃 应当避免尾部丢弃. 如果预防拥塞，可以避免尾部丢弃. 如果预防拥塞，可以避免尾部丢弃 如果 如果TCP的会话 的会话(TCP的流量一般占整个 的流量一般占整个Internet流量 的会话 的流量一般占整个 流量 能够变慢， 的80％以上 能够变慢，拥塞可以被避免 ％以上)能够变慢 拥塞可以被避免. 如果数据包偶尔的丢失，可以使TCP会话变慢 如果数据包偶尔的丢失，可以使 会话变慢. 会话变慢 因此 当接口接近拥塞时，数据包应当被丢弃 因此, 当接口接近拥塞时，数据包应当被丢弃.
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路由器接口拥塞
当出方向的队列满的时候，路由器接口产生拥塞: 当出方向的队列满的时候，路由器接口产生拥塞 – 后续进入的数据包被丢弃 后续进入的数据包被丢弃. – 丢弃的数据包将导致重要应用的性能下降 丢弃的数据包将导致重要应用的性能下降. – 缺省情况下，路由器采用尾部丢弃. 缺省情况下，路由器采用尾部丢弃 – 尾部丢弃有一些严重的缺陷 尾部丢弃有一些严重的缺陷. – 通过配置加权公平队列，可以支持更智能的 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
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AF PHB (Cont.)
Each AF class uses three DSCP values. Each AF class is independently forwarded with its guaranteed bandwidth. Congestion avoidance is used within each class to prevent congestion within the class.
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IP Precedence and DSCP Compatibility
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Compatibility with current IP precedence usage (RFC 1812) Differentiates probability of timely forwarding: (xyz000) >= (abc000) if xyz > abc (that is, if a packet has DSCP value of 011000, it has a greater probability of timely forwarding than a packet with DSCP value of 001000)
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TCP饥饿 饥饿(Starvation), 延迟和抖动 饥饿
Packets of Starving Flows
EF PHB
EF PHB: – Ensures a minimum departure rate – Guarantees bandwidth—class guaranteed an amount of bandwidth with prioritized forwarding – Polices bandwidth—class not allowed to exceed the guaranteed amount (excess traffic is dropped) DSCP value of 101110: Looks like IP precedence 5 to nonDiffServ-compliant devices: – Bits 5 to 7: 101 = 5 (same 3 bits are used for IP precedence) – Bits 3 and 4: 11 = No drop probability – Bit 2: Just 0
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AF PHB (Cont.)
Each AF class uses three DSCP values. Each AF class is independently forwarded with its guaranteed bandwidth. Congestion avoidance is used within each class to prevent congestion within the class.
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