流量控制和拥塞控制
流量控制的方法
流量控制和拥塞控制
1.流量控制的方法，1）缓冲器预约，2）许可证法3）窗口控制
2.拥塞方法，1）从拥塞点向所有的源节点发送控制分组，2）利用路由选择信息3）利用
端-端的探索分组4）分组交换节点在分组中附加拥塞信息来调整输入分组的数量
帧中继网
特点1）帧中继对协议进行了简化，取消了第二层的流量控制和差错控制，仅有端—端的流量控制和差错控制，这部分有高层协议实现2）由于取消了原来的第二层处理，原来的第三层对于逻辑连接的复用和交换移到了第二层3）通过独立于用户数据通道传送呼叫控制信令，因此在中间节点不需要与呼叫控制相关的状态和处理信息。
帧中继提供的业务
1）局域网的互联2）数据块交互型通信3）文件传输4）虚拟专用网
帧中继的协议是以OSI参考模型为基础的，协议模型仅包含两层，即物理层和数据链路层ATM网路
ATM网络是一种宽带快速分组交换网络，以固定长度的信元作为信息传送的基本单元，也就是说在ATM网络中，在传输和交换过程中，信息都是以信元作为基本单元来进行的。
ATM最大的特点：是大容量的高速宽带分组交换网，分组在该网络中传输的时间延迟低，低到足以支持电信实时宽带业务，第二是交换设备的吞吐量达，可以达到每秒数白吉比特，以支持宽带交换
ATM协议
协议模型包括三个平面：用户平面负责提供用户信息的转移，流量控制和恢复操作
控制平面负责建立网络连接，管理连接和释放连接
管理平面面馆里和层管理平面，面管理没有分层结构，负责对所有平面进行协调，层管理负责管理层中的实体执行操作管理和维护。
ATM协议模型分四层：高层ATM适配层ATM层和物理层。
TCP的流量控制和阻塞控制
TCP的流量控制和阻塞控制流量控制和阻塞控制实例：可以⽤⼀个例⼦来说明这种区别。
设某个光纤⽹络的链路传输速率为1000Gbit/s。
有⼀台巨型计算机向⼀台个⼈电脑以1Gbit/s的速率传送⽂件。
显然，⽹络本⾝的带宽是⾜够⼤的，因⽽不存在产⽣拥塞的问题。
但流量控制却是必须的，因为巨型计算机必须经常停下来，以便使个⼈电脑来得及接收。
（流量控制）但如果有另⼀个⽹络，其链路传输速率为1Mbit/s，⽽有1000台⼤型计算机连接在这个⽹络上，假定其中的500台计算机分别向其余的500台计算机以100kbit/s的速率发送⽂件。
那么现在的问题已不是接收端的⼤型计算机是否来得及接收，⽽是整个⽹络的输⼊负载是否超过⽹络所能承受的。
（阻塞控制）TCP流量控制1.什么是流量控制？ 所谓的流量控制就是让发送⽅的发送速率不要太快，让接收⽅来得及接受。
2.什么⽅式进⾏流量控制？ a.利⽤滑动窗⼝机制可以很⽅便的在TCP连接上实现对发送⽅的流量控制。
b.TCP的窗⼝单位是字节，不是报⽂段，发送⽅的发送窗⼝不能超过接收⽅给出的接收窗⼝的数值。
滑动窗⼝机制⽰意图：1.设A向B发送数据。
在连接建⽴时，B告诉了A：“我的接收窗⼝rwnd = 400”（这⾥rwnd表⽰recevier window）。
2.发送⽅的发送窗⼝不能超过接收⽅给出的接收窗⼝的数值，请注意，TCP的窗⼝单位是字节，不是报⽂段。
3.再设每⼀个报⽂段为100字节长，⽽数据报⽂段序号的初始值设为1（图中第⼀个箭头上⾯的序号为seq=1。
从1开始，data⾥有100个字节的数据。
）4.图中箭头上⾯⼤写ACK表⽰⾸部中的确认位ACK（应答标识，表⽰接收到信息），⼩写ack表⽰确认字段的值（表⽰接收到了哪些具体的数据）。
a.接收⽅的主机N进⾏了三次流量控制，第⼀次把窗⼝减⼩到rwnd =300。
b.第⼆次⼜减⼩到rwnd = 100。
c.最后减到rwnd = 0，即不允许发送⽅再发⽣数据了。
拥塞控制和流量控制的差别
拥塞控制和流量控制的差别拥塞控制与流量控制的差别拥塞控制的任务是确保⼦⽹可以承载所到达的流量。
这是⼀个全局性问题，涉及到各⽅⾯的⾏为，包含全部的主机、全部的路由器、路由器内部的存储转发处理过程，以及全部可能会削弱⼦⽹承载容量的其他因素。
与此相反，流控制仅仅与特定的发送⽅和特定的接收⽅之间的点到点流量有关。
它的任务是，确保⼀个⾼速的发送⽅不会持续地以超过接收⽅吸收能⼒的速率数据传输。
流控制通常涉及到的做法是，接收⽅向发送⽅提供某种直接的反馈，以便告诉发送⽅别⼈⼀端的情形究竟怎么样。
拥塞控制⽹络拥塞现象是指到达通信⼦⽹中某⼀部分的分组数量过多,使得该部分⽹络来不及处理,以致引起这部分乃⾄整个⽹络性能下降的现象,严重时甚⾄会导致⽹络通信业务陷⼊停顿,即出现死锁现象。
拥塞控制是处理⽹络拥塞现象的⼀种机制。
流量控制数据的传送与接收过程其中⾮常可能出现收⽅来不及接收的情况,这时就须要对发⽅进⾏控制,以免数据丢失。
流量控制机制： 流量控制⽤于防⽌在port堵塞的情况下丢帧，这样的⽅法是当发送或接收缓冲区開始溢出时通过将堵塞信号发送回源地址实现的。
流量控制能够有效的防⽌因为⽹络中瞬间的⼤量数据对⽹络带来的冲击，保证⽤户⽹络⾼效⽽稳定的执⾏。
造成拥塞的原因：（1）多条流⼊线路有分组到达，并须要同⼀输出线路，此时，假设路由器没有⾜够的内存来存放全部这些分组，那么有的分组就会丢失。
（2）路由器的慢带处理器的缘故，以⾄于难以完毕必要的处理⼯作，如缓冲区排队、更新路由表等。
防⽌拥塞的⽅法：（1）在传输层可採⽤：重传策略、乱序缓存策略、确认策略、流控制策略和确定超时策略。
（2）在⽹络层可採⽤：⼦⽹内部的虚电路与数据报策略、分组排队和服务策略、分组丢弃策略、路由算法和分组⽣存管理。
（3）在数据链路层可採⽤：重传策略、乱序缓存策略、确认策略和流控制策略。
通信协议中的流量控制与拥塞控制
通信协议中的流量控制与拥塞控制通信协议中的流量控制与拥塞控制是确保网络中数据传输效率和可靠性的重要措施。
流量控制用于调整发送方和接收方之间的数据传输速率，以确保接收方能够及时处理数据。
而拥塞控制则是为了避免网络拥塞，确保网络资源的有效利用。
1. 流量控制的基本原理- 流量控制的目的是调整发送方发送数据的速率，以匹配接收方接收数据的速率。
- 发送方通过发送窗口的方式控制发送数据量，接收方通过接收窗口的方式控制接收数据量。
- 发送方根据接收方发送的确认信息来控制发送窗口的大小，实现发送速率的动态调整。
2. 流量控制的具体机制- 停止-等待流量控制：发送方在发送数据后等待接收方的确认信息，发送下一批数据之前必须收到确认。
- 滑动窗口流量控制：发送方维护一个发送窗口，可以连续发送多个数据包而无需等待确认，但发送窗口的大小受限于接收窗口的大小。
3. 拥塞控制的基本原理- 拥塞控制的目的是避免网络中出现拥塞，并保持网络的稳定性和吞吐量。
- 拥塞控制通过调整发送方的发送速率和接收方的接收速率来实现。
- 拥塞控制的主要任务是检测拥塞的发生，并采取相应的措施来减缓传输速率。
4. 拥塞控制的具体机制- 慢启动：发送方初始以较慢的速率发送数据，然后逐渐加快发送速率。
- 拥塞避免：发送方根据网络状况动态调整发送速率，避免网络过载。
- 拥塞发生控制：当网络出现拥塞时，发送方将减速发送数据，并等待网络恢复后再逐渐增加发送速率。
5. 流量控制与拥塞控制的联系与区别- 流量控制和拥塞控制都是为了保证数据传输的效率，但目的略有不同。
流量控制是为了匹配发送方和接收方的速率，而拥塞控制是为了避免网络拥塞。
- 流量控制是点对点的，只涉及发送方和接收方之间的数据传输，而拥塞控制是全局的，涉及整个网络的拥塞情况。
- 流量控制是通过发送窗口和接收窗口来实现的，而拥塞控制则是通过调整发送速率和接收速率来实现的。
总结：通信协议中的流量控制和拥塞控制是保证网络性能和可靠性的重要措施。
07 网络层(拥塞和流控制)
HA
1）经过标准 的IP选路， 发往移动节 点的数据包 抵达归属网
FA
移动节点
4）移动节点发出 的数据包通过标 准的IP选路规程 发送到目的地 （FA为移动节点 的缺省Router）
IP主机
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通信量控制策略：漏桶算法
基本漏桶的原理
– 固定服务时间的单服务员 排队系统 – 主机与网络之间有一个带 漏桶的接口（有限内部队 列）；一旦队列满，主机 再发出的分组将被丢弃； 接口每隔一个时钟节拍向 网络发送一个分组 – 适用于固定长度分组
传输层
• 子网内的虚电路与数据报 网络层 • 分组排队与服务策略 • 选路算法 数据链路层 • 重传策略 • 应答策略 • 分组丢弃策略 • 分组生命期管理 • 失序缓存策略 • 流控制策略
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流控制 拥塞控制与流量控制的区别
– 作用范围不同，前者涉及全局，后者涉及点到点之间 – 拥塞控制确保全网畅通；而流量控制只负责源端---目的端 的点到点通信，确保发送速率 ≤ 接收速率
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主机
分组 无规则的流
包含一个 漏桶的接口
装有分组的 漏桶
有规则的流
网络
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计算机网络中的流量控制和拥塞控制
计算机网络中的流量控制和拥塞控制计算机网络中的流量控制和拥塞控制是确保网络通信顺畅的重要方面。
流量控制是指调节数据在网络中的传输速率，以确保发送方和接收方之间的数据流动平稳。
拥塞控制则是指在网络中出现的拥塞情况下，采取相应的策略来缓解网络拥塞。
以下是关于计算机网络中流量控制和拥塞控制的详细步骤：1. 流量控制的目标：- 避免发送方发送速率过快，导致接收方无法处理和存储数据；- 避免接收方缓冲区溢出，导致数据丢失；- 平衡发送方和接收方的数据流量。
2. 流量控制方法：- 停止等待协议：发送方发送数据后停止发送，等待接收方的确认消息。
只有接收到确认消息后，发送方才会发送下一个数据包。
- 滑动窗口协议：发送方和接收方维护一个滑动窗口，指定允许发送或接收的数据包数量。
发送方根据窗口大小发送数据，接收方根据窗口大小接收数据，并发送确认消息。
3. 拥塞控制的目标：- 避免网络中出现拥塞；- 减少拥塞时的数据丢失和时延；- 公平分配网络资源。
4. 拥塞控制方法：- 慢启动：发送方初始时只发送少量数据，然后根据网络拥塞情况逐渐增加发送速率，以避免突发数据导致拥塞。
- 拥塞避免：通过控制发送速率和窗口大小来避免网络拥塞。
根据网络状况调整发送速率和窗口大小，使得网络性能处于最佳状态。
- 拥塞发生时的处理：当网络发生拥塞时，发送方需及时减少发送速率以缓解拥塞。
常用的方法有降低拥塞窗口大小和进行传输超时等。
5. 流量控制与拥塞控制的区别：- 流量控制是在发送方和接收方之间进行，而拥塞控制是在整个网络中进行。
- 流量控制解决的是发送方和接收方之间的数据流动问题，而拥塞控制解决的是网络中的传输负载过重问题。
- 流量控制是为了保证接收方的数据处理能力，而拥塞控制是为了保证整个网络的性能。
总结：计算机网络中的流量控制和拥塞控制是确保网络通信顺畅的关键手段。
通过适当的流量控制，可以保证发送方和接收方之间的数据传输平稳。
而拥塞控制则是在网络拥塞时采取相应策略，确保网络性能和数据可靠传输。
网络拥塞解决方案
网络拥塞解决方案一、引言网络拥塞是指网络中的流量超过网络链路或节点的处理能力，导致网络性能下降，延迟增加，甚至造成数据丢失的现象。
为了解决网络拥塞带来的问题，我们需要采取一系列的解决方案来提高网络的吞吐量和性能。
二、网络拥塞的原因1. 流量过载：当网络中的流量超过链路或节点的处理能力时，会导致网络拥塞。
2. 网络瓶颈：网络中存在瓶颈链路或节点，其处理能力有限，容易成为网络拥塞的瓶颈。
3. 网络设备故障：网络中的路由器、交换机等设备出现故障时，可能引发网络拥塞。
4. 不合理的网络设计：网络拓扑结构不合理、链路带宽分配不均等因素也会导致网络拥塞。
三、网络拥塞解决方案1. 流量控制a. 使用流量控制算法：通过限制发送端的发送速率，控制流量的大小，防止过多的流量进入网络。
b. 配置流量优先级：为不同类型的流量设置优先级，确保重要的流量能够得到优先处理。
2. 拥塞控制a. 使用拥塞控制算法：如TCP的拥塞控制算法，通过动态调整发送速率、重传丢失的数据包等方式，控制网络中的拥塞程度。
b. 配置拥塞避免机制：设置合理的拥塞窗口大小、超时时间等参数，避免网络拥塞的发生。
3. 增加带宽a. 扩展网络链路：增加网络链路的带宽，提高网络的吞吐量。
b. 使用链路聚合技术：将多条低带宽的链路合并成一条高带宽的链路，提升网络的传输能力。
4. 优化网络拓扑结构a. 重新设计网络拓扑：根据实际需求，合理规划网络拓扑结构，避免瓶颈链路和节点的出现。
b. 使用多路径路由技术：通过使用多条路径传输数据，减少单一路径上的拥塞，提高网络的负载均衡能力。
5. 配置QoS（Quality of Service）策略a. 根据应用需求，设置不同的服务质量等级，确保重要的应用能够获得足够的带宽和优先级。
b. 使用流量整形和流量调度技术，对不同类型的流量进行限制和调度，保证网络资源的合理利用。
6. 定期监测和优化网络性能a. 使用网络性能监测工具，定期对网络进行监测和诊断，及时发现和解决网络拥塞问题。
网络流量控制与调度技术
网络流量控制与调度技术随着互联网的迅猛发展，网络流量的增长愈发迫切地需要进行控制与调度。
本文将介绍网络流量控制与调度技术的概念、分类和应用，以及现有技术的挑战和未来的发展趋势。
一、概念网络流量控制与调度技术是指通过对网络流量进行管理和优化，以实现网络资源的合理分配和利用。
其主要目的是提高网络的性能和效率，保障网络服务的质量和可靠性。
二、分类1. 流量控制技术流量控制技术主要通过限制或管理网络流量的传输速率，以避免网络拥塞和资源浪费。
其中，常用的技术包括：- 流量限速：通过限制特定用户或应用程序的带宽使用率，控制其上传或下载的速度。
- 拥塞控制：通过监测网络状态和流量负载情况，自适应地调整传输速率，以避免网络拥塞和数据丢失。
2. 流量调度技术流量调度技术主要通过优先级、服务质量和路由选择等方法，对不同类型的流量进行分类和处理，以满足用户的需求和提高网络效率。
常见的技术包括：- 优先级调度：为不同类型或层次的流量设置不同的优先级，保障重要数据或服务的传输优先。
- QoS（服务质量）调度：通过对流量进行分类、标记和调度，保证关键业务的带宽、延迟和丢包率等要求。
三、应用网络流量控制与调度技术在各个领域都有着广泛的应用，以下是几个典型的应用场景：1. 企业网络管理企业网络需要合理分配和管理宽带资源，以满足不同部门和员工的需求。
通过流量控制和调度技术，可以实现带宽的合理分配和优化，提高网络的稳定性和性能。
2. 云计算和数据中心云计算和数据中心需要处理大规模的网络流量，保障用户的数据传输和服务质量。
通过流量调度技术，可以实现资源的弹性分配和负载均衡，提高整体的处理效率和性能。
3. 多媒体传输多媒体应用对网络带宽和延迟要求较高，而且对数据完整性和服务质量有严格的要求。
借助流量控制和调度技术，可以优先传输多媒体数据，保证音视频流畅和无卡顿。
四、挑战与发展趋势1. 多样化的流量类型随着互联网应用的多样性和用户需求的增加，网络流量也呈现出多样化的特点。
TCPIP详解学习笔记（15）--TCP的流量控制和拥塞控制
TCPIP详解学习笔记（15）--TCP的流量控制和拥塞控制TCP的流量控制1.概述所谓的流量控制就是让发送⽅的发送速率不要太快，让接收⽅来得及接受。
利⽤滑动窗⼝机制可以很⽅便的在TCP连接上实现对发送⽅的流量控制。
TCP的窗⼝单位是字节，不是报⽂段，发送⽅的发送窗⼝不能超过接收⽅给出的接收窗⼝的数值。
如图所⽰，说明了利⽤可变窗⼝⼤⼩进⾏流量控制。
设主机A向主机B发送数据。
双⽅确定的窗⼝值是400.再设每⼀个报⽂段为100字节长，序号的初始值为seq=1,图中的箭头上⾯⼤写ACK，表⽰⾸部中的却认为为ACK，⼩写ack表⽰确认字段的值。
接收⽅的主机B进⾏了三次流量控制。
第⼀次把窗⼝设置为rwind=300，第⼆次减⼩到rwind=100最后减到rwind=0，即不允许发送⽅再发送过数据了。
这种使发送⽅暂停发送的状态将持续到主机B重新发出⼀个新的窗⼝值为⽌。
假如，B向A发送了零窗⼝的报⽂段后不久，B的接收缓存⼜有了⼀些存储空间。
于是B向A发送了rwind=400的报⽂段，然⽽这个报⽂段在传送中丢失了。
A⼀直等待收到B发送的⾮零窗⼝的通知，⽽B也⼀直等待A发送的数据。
这样就死锁了。
为了解决这种死锁状态，TCP为每个连接设有⼀个持续计时器。
只要TCP连接的⼀⽅收到对⽅的零窗⼝通知，就启动持续计时器，若持续计时器设置的时间到期，就发送⼀个零窗⼝探测报⽂段（仅携带1字节的数据），⽽对⽅就在确认这个探测报⽂段时给出了现在的窗⼝值。
2.TCP报⽂段发送时机的选择TCP豹纹短短发送时机主要有以下⼏种选择途径。
1）TCP维持⼀个变量，它等于最⼤报⽂段长度MSS，只要缓存中存放的数据达到MSS字节就组装成⼀个TCP报⽂段发送出去。
2）由发送⽅的应⽤程序指明要求发送报⽂段，即TCP⽀持的推送操作3）是发送⽅的⼀个计时器期限到了，这时就把当前已有的缓存数据装⼊报⽂段发送出去。
TCP的拥塞控制1.拥塞控制的原理在某段时间，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，⽹络的性能就要变化，这种情况叫做拥塞。
Chapter1new1拥塞控制和流量控制
源站发送PDUs的速率超过了目的站对分组头部的 处理能力
目的端的高层协议用户接收数据缓慢 目的站需要转发数据流，故源站不可发送太快，目 的端要限制入流量以便与出流量匹配
22
1.6 Flow Control and Error Control
前向显示拥塞避免(forward explicit congestion avoidance)
拥塞在内部节点迅速增长，要求采取果断的措施来 防止拥塞
反向显示拥塞避免(backward explicit congestion avoidance)
20
1.5 帧中继拥塞控制
显示信令中的两个位(BECN，FECN) 反向显示拥塞指示(Backward Explicit Congestion Notification)
在测量间隔T内网络试图传输的超过Bc的最大数据量
16
1.5 帧中继拥塞控制
例：假设某节点接入速度为64kb/s,该节点被指派的CIR32kb/s, CIR的测量时间间隔T 500ms，帧长L 4000bit。 在时间T内，虚电路只能发送CIR×T/L 4个高优先级的帧，
其DE 0。 由于CIR的数值只是接入速率的一半，因此用户在500ms内
If arrival rate >＝ transmission rate
2
队列理论(Queuing Theory)
3
1.1 拥塞的结果
达到饱和点时采用的两种策略： 如果没有缓存空间则丢弃进入的分组
分组到达太快来不及作路由处理 分组到达缓存速度快于从缓存输出速率
达到饱合节点对其相邻节点实施流量控制措施
流量控制和拥塞控制
（2）拥塞控制 拥塞控制的目的是将网络内（或网络的部分区域内） 的报文分组数目保持在某一量值之下，超过这一量值， 分组的平均排队时延将急剧增大。因为一个分组交换网 络实质上是一个排队网络，每个节点的输出链路端口都 配置了一个排队队列，如果分组到达的速度超过或等于 分组发送的速度，那么队列就会无限制地增长，致使分 组平均传输时延趋于无穷大；如果进入网络的分组数目 继续增加，那么节点缓冲器就会占满溢出，造成一些分 组丢失。丢失分组的后果是发端重发，而重发实际上又 增大了网络内流通的业务量，最终可能使所有节点缓冲 器都被占满，所有通路完全被阻塞，系统的吞吐率趋于 0。
（3）死锁防止 网络拥塞到一定程度时，就会发生死锁现象。死锁发生的条件是：处于同一个封闭环路 上的所有节点，其相关链路缓冲器都被积压的报文分组占满，从而失去了该节点所担负的 存储转发能力。即使在网络轻负荷的情况下，也可能出现死锁的现象。死锁防止技术旨在 通过合理地设计网络，来使之免于发生死锁现象。
图7-1 锁死现象
网络数据流的控制技术分类
网络数据流的控制技术可以分为三类：流量控制、拥塞控制和死锁防止。 它们有不同的目的和实施对象，而且各自在不同的范围与层次上实现。
（1）流量控制 流量控制是对网络上的两个节点之间的数据流量施加限 制，它的主要目的是控制链路上的平均数据传输速率， 以适应接收端本身的承载能力，以免过载。流量控制包 括路径两端的端到端流量控制与链路两端的点到点流量 控制。在不断发展的互联网环境中，高速节点与低速节 点并存，这就需要通过流量控制来减少或避免分组的丢 失及存储器的溢出，从而避免拥塞
第7章
流量控制和拥塞 控制
CONTENTS
目录
0 流量和拥塞控制概论
1
流量和拥塞控制技术
网络拥塞控制的方法与策略
网络拥塞控制的方法与策略近年来，随着互联网的快速发展，网络拥塞问题日益突出。
当网络负载超过其处理能力时，网络拥塞就会发生，导致数据丢失、延迟增加和吞吐量下降等不良后果。
为应对这一挑战，各种网络拥塞控制方法与策略被提出并得到广泛应用。
本文将介绍几种常见的网络拥塞控制方法与策略，以及它们的特点和应用。
一、流量控制流量控制是最基本的网络拥塞控制方法之一。
通过限制发送端的流量速率，可以防止网络过载。
其中，最常见的方法是使用滑动窗口协议，即通过动态调整发送数据的数量，以适应网络的可用带宽和接收端的接收能力。
此外，基于队列的流量控制算法也被广泛应用，例如加权公平队列（Weighted Fair Queueing）和公平队列（Fair Queueing）等。
二、拥塞避免与控制拥塞避免与控制是一种主动预防拥塞发生的策略。
其中，最著名的算法是TCP协议中的拥塞控制算法。
在TCP协议中，通过使用拥塞窗口（Congestion Window）和慢启动（Slow Start）等机制，TCP能够根据网络的拥塞程度自适应地调整发送的数据量，从而避免网络的过载和拥塞。
此外，还有一些其他的拥塞控制算法，如RED（RandomEarly Detection）算法和ECN（Explicit Congestion Notification）机制等。
三、负载均衡负载均衡是一种通过优化网络资源分配的方法，以减轻网络拥塞的压力。
它通过将网络流量均匀地分配到多个网络节点上，来提高网络的传输效率和处理能力。
常见的负载均衡策略包括基于轮询的负载均衡、基于哈希的负载均衡以及基于最短路径的负载均衡等。
通过有效地利用网络的各个节点，负载均衡可以降低网络拥塞的风险，并提高整体的网络性能。
四、差分服务差分服务（Differentiated Services）是一种基于服务质量（Quality of Service）的拥塞控制方法。
通过为不同的网络流量设置不同的优先级和处理策略，差分服务可以有效地调度网络资源，提供不同的服务质量保证。
网络拥塞解决方案
网络拥塞解决方案一、引言网络拥塞是指在网络中传输的数据量超过了网络的处理能力，导致网络性能下降，传输速度变慢甚至中断的现象。
网络拥塞给用户带来了不便和困扰，因此需要采取相应的解决方案来应对网络拥塞问题。
二、问题描述网络拥塞主要表现为网络传输速度变慢、延迟增加、丢包率升高等现象。
当网络中的数据流量超过网络链路的承载能力时，网络拥塞就会发生。
网络拥塞不仅影响用户的网络体验，也会影响企业的业务运营。
三、解决方案为了解决网络拥塞问题，我们可以采取以下几个方面的措施：1. 增加带宽增加带宽是解决网络拥塞最直接有效的方法之一。
通过增加带宽，可以提高网络的传输能力，减少网络拥塞的发生。
可以与网络服务提供商商议，升级网络带宽，以满足日益增长的网络流量需求。
2. 优化网络架构优化网络架构可以提高网络的传输效率，减少网络拥塞的发生。
可以对网络拓扑结构进行优化，减少网络链路的瓶颈，提高数据传输的速度和稳定性。
可以采用分布式网络架构，将网络流量分散到不同的节点上，提高整体的网络吞吐量。
3. 流量控制和拥塞控制流量控制和拥塞控制是解决网络拥塞的关键技术。
流量控制可以通过限制发送端的数据传输速度，避免过多的数据注入到网络中，从而减少网络拥塞的发生。
拥塞控制可以通过监测网络的拥塞状态，动态调整数据传输速率，以避免网络拥塞的发生和恶化。
4. 缓存技术缓存技术可以有效减少网络拥塞对用户的影响。
通过在网络节点上设置缓存，可以将常用的数据缓存在节点上，当用户请求这些数据时，可以直接从缓存中获取，减少对网络的访问，提高数据的传输速度和用户的响应速度。
5. 负载均衡负载均衡可以将网络流量均匀地分配到多个服务器上，提高网络的传输能力和稳定性，减少网络拥塞的发生。
可以采用负载均衡设备或者软件来实现负载均衡，将用户的请求分发到不同的服务器上进行处理。
6. QoS（Quality of Service）保障QoS保障可以根据不同的网络应用需求，对网络流量进行优先级和带宽的分配，保证关键应用的网络传输质量，减少网络拥塞对关键业务的影响。
通信协议中的流量控制和拥塞控制
通信协议中的流量控制和拥塞控制随着互联网的发展，通信协议成为了现代信息通信的基础。
在数据传输的过程中，流量控制和拥塞控制是两个至关重要的概念。
本文将详细介绍通信协议中的流量控制和拥塞控制的概念、原理和步骤。
一、流量控制的概念和原理1. 流量控制的定义和目的：流量控制是指在数据发送端和接收端之间控制数据传输速率的过程，其目的是确保发送方不会发送过多的数据使接收方无法处理。
2. 流量控制的方法：- 停止-等待流量控制：发送方发送一个数据包后，必须等待接收方确认后才能继续发送下一个数据包。
- 滑动窗口流量控制：接收方通过发送确认，等待发送方不断发送数据，而不是一个接一个地等待确认。
3. 流量控制的步骤：- 接收窗口的设定：接收方通过设定合适的窗口大小来告诉发送方可以接收的最大数据量。
- 发送窗口的判断：发送方通过比较接收方的窗口大小和发送方还未确认的数据量，判断是否可以继续发送数据。
- 窗口滑动：在每次接收到确认后，发送方将窗口位置向前滑动，继续发送新的数据。
二、拥塞控制的概念和原理1. 拥塞控制的定义和目的：拥塞控制是指在数据网络中防止数据量过大导致的拥塞现象，确保网络资源能够按照合理的速率进行数据传输。
2. 拥塞控制的方法：- 主动队列管理：通过 routers 管理数据包的排队，避免过多数据包在短时间内同时发送。
- 慢启动和拥塞避免：发送方在开始时以指数级别递增其发送速率，在网络负载增加后则以线性级别递增。
- 拥塞检测和快速恢复：发送方通过观察丢失的确认信息和超时来检测拥塞，并采取快速恢复策略。
3. 拥塞控制的步骤：- 慢启动：发送方以较低的速率开始发送数据，然后逐渐增加发送速率，直到网络出现拥塞。
- 拥塞避免：发送方在拥塞发生时，减小发送速率，以避免进一步加重网络拥塞。
- 快速恢复：当发送方检测到丢失的确认信息或超时，立即减小发送速率，并执行快速恢复算法来重新建立适当的发送速率。
三、流量控制和拥塞控制的差异：1. 目的不同：流量控制是为了保护接收方，避免接收方的缓冲区溢出，而拥塞控制是为了保护网络，避免网络过载。
网络中的链路质量监测与优化技术
网络中的链路质量监测与优化技术随着互联网的不断发展，我们的生活离不开网络。
无论是个人用户还是企业机构，都对网络的稳定性和速度有着更高的要求。
然而，网络链路的质量波动、延迟或者丢包问题会严重影响数据的传输效率和用户的体验。
因此，网络中的链路质量监测与优化技术变得至关重要。
一、链路质量监测技术1. 数字链路质量监测技术数字链路质量监测技术主要通过检测链路上的误码率、丢包率、时延等指标来评估链路的质量情况。
通过这些指标的监测和分析，可以及时发现网络链路的问题，并通过相应的优化手段进行处理。
这种监测技术通常使用网络监测工具来实现，比如Ping命令，可以通过向目标主机发送小的数据包来测试链路的响应时间。
2. 主动链路质量监测技术主动链路质量监测技术是指在链路上部署专门的监测设备或软件，通过发送探测包并收集回应包的方式，主动地评估链路的质量。
这种监测技术可以实时监测链路的性能，并提供有效的数据分析。
在网络故障发生时，可以通过主动链路质量监测技术快速定位问题和采取相应的措施。
二、链路质量优化技术1. 路径优化技术路径优化技术是指通过选择最佳的数据传输路径来提高链路质量。
传统的路由选择算法通常只考虑路径的最短距离，忽略了链路质量的因素。
而路径优化技术会综合考虑带宽、时延、丢包率等指标，选择经过链路质量较高的路径进行数据传输，从而提高网络的性能和稳定性。
2. 流量控制与拥塞控制技术流量控制与拥塞控制技术是指通过调整数据传输的速率和网络负载，避免网络链路发生拥塞，从而提高链路的质量和稳定性。
流量控制技术可以通过控制发送端的数据传输速率来平衡发送端和接收端之间的速率差异。
拥塞控制技术则是通过实时监测链路的负载情况，采取相应的措施，如调整窗口大小或者启动重传机制，来减轻链路的负载，保证网络链路的质量。
三、网络中的链路质量监测与优化技术的应用1. 电信运营商对于电信运营商来说，网络链路的质量对于提供稳定的网络服务至关重要。
流量控制协议
流量控制协议流量控制协议（Traffic Control Protocol）是一种用于网络通信中控制数据传输速率和流量的协议。
它可以帮助网络管理员有效地管理网络流量，保证网络的稳定运行和数据传输的顺利进行。
流量控制协议主要包括拥塞控制、流量整形和流量调度等功能，通过这些功能可以实现对网络流量的精细化管理。
首先，拥塞控制是流量控制协议中的重要功能之一。
在网络通信中，由于网络设备处理能力有限或者网络链路带宽不足，很容易导致网络拥塞，从而影响数据传输的效率和质量。
拥塞控制通过监测网络的拥塞状态，采取相应的措施来减缓数据传输速率，避免网络拥塞的发生。
这样可以有效地提高网络的稳定性和数据传输的可靠性。
其次，流量整形也是流量控制协议的重要组成部分。
在网络通信中，往往会出现突发性的数据流量，如果不加以控制，就会对网络造成较大的冲击，影响网络的正常运行。
流量整形通过对数据传输速率进行限制，将突发性的数据流量变得平稳，从而避免对网络的冲击，保证网络的稳定性和数据传输的顺利进行。
另外，流量调度也是流量控制协议中的重要功能之一。
在网络通信中，不同类型的数据往往具有不同的优先级，需要根据实际需求对数据进行优先处理，以保证网络的服务质量。
流量调度通过对数据流量进行分类和调度，可以根据不同的优先级对数据进行处理，从而保证网络的服务质量和用户体验。
总的来说，流量控制协议在网络通信中起着至关重要的作用。
它可以帮助网络管理员实现对网络流量的精细化管理，保证网络的稳定运行和数据传输的顺利进行。
通过拥塞控制、流量整形和流量调度等功能，流量控制协议可以有效地提高网络的稳定性和可靠性，保证网络的服务质量，满足用户的实际需求。
总之，流量控制协议对于网络通信来说是非常重要的，它可以帮助网络管理员实现对网络流量的精细化管理，保证网络的稳定运行和数据传输的顺利进行。
在今后的网络建设和管理中，流量控制协议将会发挥越来越重要的作用，成为保障网络质量和用户体验的重要手段。
通信网络的流量控制与拥塞管理
通信网络的流量控制与拥塞管理随着互联网的普及和发展，通信网络的流量控制和拥塞管理成为了一个日益重要的问题。
在大量用户同时使用网络资源的情况下，流量控制和拥塞管理可以有效地维持网络的正常运行。
本文将详细介绍通信网络的流量控制和拥塞管理的步骤和原理。
一、流量控制的概念和步骤1. 定义流量控制：流量控制是指通过一系列机制来限制通信网络中数据的流动速率，使网络能够在各个端点之间达到平衡和稳定。
2. 流量控制的步骤：（1）带宽分配：通过合理划分网络资源的带宽，根据不同的应用和用户需求来分配合适的带宽。
（2）流量限制：对网络中的数据流进行限制，例如设置发送速率，控制数据包的大小等。
（3）队列管理：对于超过网络容量的数据流，将其存入队列中，以便有序地传输。
二、拥塞管理的概念和步骤1. 定义拥塞管理：拥塞管理是指通过一系列措施来识别和控制网络拥塞，以维持网络的正常运行和提高性能。
2. 拥塞管理的步骤：（1）拥塞检测：通过网络监测和分析，及时检测到网络中发生的拥塞情况。
（2）拥塞避免：在检测到拥塞后，采取措施来避免拥塞的进一步发展，例如减少网络负载，调整路由权重等。
（3）拥塞控制：如果拥塞无法避免，需采取控制措施，例如降低数据包发送速率，调整传输窗口大小等。
三、流量控制与拥塞管理的原理和技术1. 原理：（1）反馈机制：网络中的路由器和交换机通过反馈机制向发送方发送网络状况信息，根据反馈信息调整传输速率。
（2）排队机制：通过设置缓冲区来存储流量超过网络容量的数据，以便有序传输。
2. 技术：（1）拥塞避免算法：例如TCP拥塞控制算法中的拥塞窗口调整机制，根据网络状况动态调整发送速率。
（2）负载均衡技术：通过多路径传输，将网络流量分散到不同的路径上，避免某个路径过载。
（3）优先级队列：设定不同类型数据流的优先级，优先处理关键应用的数据流。
四、常见问题与解决方案1. 网络拥塞：造成网络拥塞的原因多种多样，可以通过增加带宽、调整路由、优化应用等方式进行解决。
流量控制和拥塞控制
承诺的信息速率 CIR
(Committed Information Rate)
CIR 是对特定的帧中继连接中，用户和网络共同协商 确定的用户信息传送速率的门限数值。CIR 数值越高， 帧中继用户向帧中继服务提供者交纳的费用也就越多。
拥塞控制所起的作用
吞吐量 0
轻度 拥塞
理想的拥塞控制
实际的拥塞控制
无拥塞控制
拥塞
死锁（吞吐量 = 0） 提供的负载
直接死锁
直接死锁即由互相占用了对方需要的资源而造 成的死锁。
例如两个结点都有大量的分组要发往对方，但 两个结点中的缓存在发送之前就已经全部被待 发分组占满了。
– 当每个分组到达对方时，由于没有地方存放，只好 被丢弃。发送分组的一方因收不到对方发来的确认 信息，只能将发送过的分组依然保存在自己结点的 缓存中。
接入速率 R
承诺的信息速率 CIR
用户在 Tc 内 的平均数据率
t
承诺的信息速率 CIR
(Committed Information Rate)
虽然使用了“承诺的”这一名词，但当数据传输速率 不超过 CIR 时，网络并不保证一定不发生帧丢弃。
速率
测量时间间隔 Tc
接入速率 R
承诺的信息速率 CIR
开环控制和闭环控制
开环控制方法就是在设计网络时事先将有关发 生拥塞的因素考虑周到，力求网络在工作时不 产生拥塞。
闭环控制是基于反馈环路的概念。属于闭环控 制的有以下几种措施：
– 监测网络系统以便检测到拥塞在何时、何处发生。 – 将拥塞发生的信息传送到可采取行动的地方。 – 调整网络系统的运行以解决出现的问题。
tcp协议基本原理
tcp协议基本原理TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种可靠的面向连接的协议。
它确保数据的可靠传输，通过提供三次握手建立连接和四次握手关闭连接，以及通过序号和确认机制来保证数据的完整性和顺序。
TCP的基本原理包括：1.三次握手建立连接。
在TCP建立连接时，客户端和服务器之间需要进行三次握手，以确保双方都认可建立连接。
第一次握手，客户端向服务端发送SYN（同步序列号）包，请求建立连接；第二次握手，服务端向客户端发送SYN和ACK（确认序号）包，并确认客户端的SYN包；第三次握手，客户端向服务端发送ACK包，确认它的SYN和ACK包。
2.顺序号和确认号。
为了确保数据的顺序和完整性，TCP会为每个发出的数据包（称为段）分配一个顺序号，接收方会在收到段后发送一个确认号，告诉发送方它已经成功接收到哪个段。
如果发送方没有收到确认，那么就会重发该段。
3.流量控制和拥塞控制。
TCP通过流量控制和拥塞控制来确保网络拥塞不会影响数据传输。
流量控制是指发送方会根据接收方的能力来调整发送速率，以避免网络超负荷。
拥塞控制是指网络中的路由器和交换机会根据网络负载和容量来调整流量。
4.四次挥手关闭连接。
在TCP关闭连接时，客户端和服务器之间也需要进行四次挥手，以确保标识双方都认可关闭连接。
首先，客户端向服务端发送一个FIN（结束）包，请求关闭连接；服务端收到后会发送一个ACK包，告诉客户端它已经同意关闭连接。
但是服务端可能还有一些未发送完的数据，因此它会在发送完数据后，向客户端发送一个FIN包。
客户端收到后，也会发送一个ACK包，告诉服务端它已经成功关闭连接。
此时，TCP连接才真正被关闭。
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测量时间间隔 Tc
承诺的信息速率 CIR
(Committed Information Rate)
只要端用户在一段时间内的数据传输速率超过 CIR， 在网络出现拥塞时，帧中继网络就可能会丢弃用户所 发送的某些帧。
速率
接入速率 R
承诺的信息速率 CIR 用户在 Tc 内 的平均数据率 t
测量时间间隔 Tc
利用显式信令避免拥塞
前向显式拥塞通知 FECN (Forward Explicit Congestion Notification) 若某结点将 FECN 置为1，表明与该帧在同方向传输的帧 可能受网络拥塞的影响而产生时延。 反向显式拥塞通知 BECN (Backward Explicit Congestion Notification) 若某结 点将BECN置为1即指示接受者，与该帧反方 向传输的帧可能受网络拥塞的影响产生时延。
若网络中有许多资源同时产生拥塞，网络的性 能就要明显变坏，整个网络的吞吐量将随输入 负荷的增大而下降。
拥塞控制与流量控制的关系
拥塞控制所要做的都有一个前提，就是网络能 够承受现有的网络负荷。 拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有的 主机、所有的路由器，以及与降低网络传输性 能有关的所有因素。 流量控制往往指在给定的发送端和接收端之间 的点对点通信量的控制。 流量控制所要做的就是抑制发送端发送数据的 速率，以便使接收端来得及接收。
拥塞避免
为网络应丢弃哪些帧提供指导
向端系统提供 有关网络拥塞情况的指导 向端系统提供 有关网络拥塞情况的指导 端系统根据帧丢失情况 推断是否发生拥塞
DE比特
BECN比特 FECN比特 高层 PDU序号
拥塞避免
拥塞恢复
帧中继拥塞控制技术
丢弃策略。当拥塞足够严重时，网络就要被迫 将帧丢弃。 拥塞避免。在刚一出现轻微的拥塞迹象时用一 些信令机制及时使拥塞避免过程开始工作。 拥塞恢复。在已出现拥塞时，拥塞恢复过程可 阻止网络彻底崩溃。
重装死锁(reassembly deadlock)
路由器 P 路由器 Q 路由器 R 主机 H C3 C2 B4 A3 B3 B2 C1 B1 A4 A2 A1
报文A、B和C经过路由器P、Q和R发往主机H。 每一报文由4个分组构成。每个路由器的缓存只能容纳4个分组。 路由器R已为报文A预留了4个分组的缓存。 由于分组A3还未到达，所以目前还不能交付给主机H。 分组A3暂存于路由器P的缓存中，它无法转发到路由器Q， 因为路由器Q的缓存已全占满了。
拥塞控制所起的作用
吞吐量
理想的拥塞控制 实际的拥塞控制 无拥塞控制 死锁（吞吐量 = 0） 提供的负载 0 轻度 拥塞 拥塞
直接死锁
直接死锁即由互相占用了对方需要的资源而造 成的死锁。 例如两个结点都有大量的分组要发往对方，但 两个结点中的缓存在发送之前就已经全部被待 发分组占满了。
–
–
当每个分组到达对方时，由于没有地方存放，只好 被丢弃。发送分组的一方因收不到对方发来的确认 信息，只能将发送过的分组依然保存在自己结点的 缓存中。 这两个结点就这样一直互相僵持着，谁也无法成功 地发送出一个分组。
承诺的信息速率 CIR
(Committed Information Rate)
CIR 是对特定的帧中继连接中，用户和网络共同协商 确定的用户信息传送速率的门限数值。CIR 数值越高， 帧中继用户向帧中继服务提供者交纳的费用也就越多。
速率
接入速率 R
承诺的信息速率 CIR 用户在 Tc 内 的平均数据率 t
从拥塞的结点向一些或所有的源结点发送一个 控制分组。 依据路由选择信息。 利用端对端的检测分组。 允许分组交换结点在分组经过时在分组上添加 拥塞信息。
帧中继的拥塞控制
拥塞的影响
帧中继拥塞控技术
技术 类型 功能 要点
丢弃控制
反向 显式拥塞指示 前向 显式拥塞指标 隐式拥塞指示
丢弃策略
BECN
FECN
利用隐式信令进行拥塞恢复
当网络丢弃帧时就产生了隐式信令(implicit signaling)。这种情况由端用户用更高层的端 到端协议(如LAPF协议)进行检测。一旦检测 出，端用户的软件就可以判断在网络中拥塞发 生了。 当检测到网络发生拥塞时，就逐步减小窗口， 这样就可以逐渐减少网络中所传送的帧。
拥塞控制的一般原理
拥塞控制是很难设计的，因为它是一个动态的 （而不是静态的）问题。 当前网络正朝着高速化的方向发展，这很容易 出现缓存不够大而造成分组的丢失。但分组的 丢失是网络发生拥塞的征兆而不是原因。 在许多情况下，甚至正是拥塞控制本身成为引 起网络性能恶化甚至发生死锁的原因。这点应 特别引起重视。
流量控制和拥塞控制
拥塞控制 分组交换网的拥塞控制 帧中继的拥塞控制 ATM网的拥塞控制 流量控制
拥塞控制
在某段时间，若对网络中某资源的需求超过了 该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要 变坏——产生拥塞(congestion)。 出现资源拥塞的条件 对资源需求的总和 > 可用资源
开环控制和闭环控制
开环控制方法就是在设计网络时事先将有关发 生拥塞的因素考虑周到，力求网络在工作时不 产生拥塞。 闭环控制是基于反馈环路的概念。属于闭环控 制的有以下几种措施：
–
– –
监测网络系统以便检测到拥塞在何时、何处发生。 将拥塞发生的信息传送到可采取行动的地方。 调整网络系统的运行以解决出现的问题。
拥塞产生的原因
缓冲区容量有限 传输线路的频带有限 结点处理能力有限 由于网络中某部分刚发生故障
拥塞控制的策略
缓冲区预分配 信息包丢弃法 定数拥塞控制法 流量控制 抑制信息包法 限制输出队的长度
分组交换网的拥塞控制
拥塞对分组交换网的影响
分组交换网的队列
分组交换网的拥塞控制
承诺的信息速率 CIR
(Committed Information Rate)
每个帧中继结点都应使通过该结点的所有连接的 CIR 的总和不超过该结点的容量，即不能超过该结点的接 入速率(access rate)。