07 网络层(拥塞和流控制)
通信协议中的网络层与传输层介绍
通信协议中的网络层与传输层介绍随着互联网的快速发展,通信协议在计算机网络中起到了至关重要的作用。
其中,网络层和传输层是两个核心层级,负责在网络上进行数据传输和路由。
本文将详细介绍网络层和传输层的功能和作用,并分步骤列出相关内容。
一、网络层(Network Layer)网络层是通信协议体系中的一个关键层级,主要负责在互联网络上实现数据包的路由和转发。
具体而言,网络层的功能包括以下几个方面:1. IP 地址分配:网络层通过IP地址来标识不同的计算机或设备,确保数据能够准确传输到目标地址。
2. 路由选择:网络层根据各个节点之间的网络拓扑和路由表,确定数据传输的最佳路径。
3. 分组封装和解封:网络层将传输层的数据报进行分组封装,并在接收端进行解封装,确保数据的完整性和可靠性。
4. 数据包的转发:网络层将分组封装后的数据包通过路由器进行转发,将数据从源地址传输到目标地址。
5. 网络地址转换(Network Address Translation,NAT):网络层可通过NAT 技术将内部私有IP地址转换为公有IP地址,实现内网和公网之间的通信。
接下来,将详细介绍传输层及其功能。
二、传输层(Transport Layer)传输层是通信协议体系中连接网络层和应用层的关键层级,负责在主机之间提供端到端的通信服务。
传输层的功能可以归纳如下:1. 端口管理:传输层使用端口号来标识不同的应用程序或服务,确保数据能够在源和目标主机之间正确传输。
2. 数据传输控制:传输层通过分段等技术,将应用层的数据进行分割和重组,确保数据的完整性和可靠性。
3. 连接管理:传输层可通过建立、维护和关闭连接,确保数据能够按照正确的顺序传输,并实现数据的可靠传输。
4. 流量控制和拥塞控制:传输层通过调整发送方的传输速率和接收方的接收速率,有效控制数据的流量和避免网络拥塞。
5. 多路复用和多路分解:传输层可通过多路复用技术,将多个应用层的数据流并行传输到网络层,提高网络的效率。
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。
7号信令的分层功能结构及各层功能
7号信令的分层功能结构及各层功能第七号信令是通信网络中用于实现用户间通信和网络内协调的一种信令协议。
其分层功能结构是由不同层次的功能组成,每个层次负责一部分的功能。
下面我将详细介绍第七号信令的分层功能结构及各层功能。
第七层:应用层应用层是最高层,负责处理用户应用程序间的数据交换。
它定义了一系列通信协议,如HTTP、FTP、SMTP等,以满足用户不同的通信需求。
应用层的功能包括文件传输、电子邮件发送与接收、远程登录、资源共享等。
第六层:表示层表示层负责处理应用层数据的表达与转换。
它将数据从应用层转换成通用的格式,以便它们可以在不同的系统之间进行共享。
表示层的功能包括数据加密与解密、数据压缩与解压缩、数据格式转换等。
第五层:会话层会话层负责建立、管理和终止两个通信设备之间的会话。
它定义了会话的开始和结束标志,并提供了检测和处理通信中发生的中断、重启等事件的机制。
会话层的功能包括会话的建立与终止、同步机制的实现、协议的选择与转换等。
第四层:传输层传输层负责端到端的数据传输,将数据分割成较小的数据包,并在源和目标之间建立可靠的传输通道。
传输层的功能包括数据包的分割与重组、错误检测与恢复、数据流控制、拥塞控制等。
常见的传输层协议有TCP和UDP。
第三层:网络层网络层负责将数据从源城市传输到目标城市。
它通过寻址和路由选择在网络中找到适当的路径,并将数据包传递给下一跳。
网络层的功能包括IP地址的分配与转换、路由选择、流量控制等。
常见的网络层协议有IP协议。
第二层:数据链路层数据链路层负责管理物理链接,将数据转换成比特流进行传输。
它负责进行数据的分组与组合、错误检测与恢复、帧同步等。
数据链路层的功能包括透明传输、流量控制、误码检测与纠正、链路管理等。
常见的数据链路层协议有以太网协议。
第一层:物理层物理层是最底层,负责管理数据与物理媒介之间的传输。
它将比特流转换成电信号,并通过传输介质将信号传输到目标设备。
物理层的功能包括信号的编码与解码、时钟同步、数据的传输与接收等。
计算机网络体系结构和网络功能的分层
计算机网络体系结构和网络功能的分层介绍计算机网络是由一组相互连接的计算机和网络设备组成,通过通信线路和交换设备相互连接,共享资源和信息。
为了有效管理和提供灵活的功能,计算机网络通常被组织成分层的体系结构。
本文将介绍计算机网络体系结构的分层以及每个层次的网络功能。
OSI模型最常用的计算机网络体系结构模型是国际标准化组织(ISO)制定的“开放式系统互连”(Open Systems Interconnection,简称OSI)模型。
该模型将计算机网络分为七个不同的层次,每个层次都有特定的功能和任务。
下面是OSI模型的七个层次:1.物理层:负责传输比特流,处理硬件的物理接口以及基本的电信号传输。
2.数据链路层:负责可靠传输数据帧,增加了流控制和差错检测等功能。
3.网络层:负责将数据分组(通常称为数据包或数据报)从源主机传输到目标主机,进行路径选择和数据包转发。
4.传输层:负责建立端到端的连接,提供数据传输的可靠性和流量控制。
5.会话层:负责建立、管理和终止不同计算机之间的会话。
6.表示层:负责数据的格式转换、加密和压缩等安全性和可读性相关的功能。
7.应用层:为用户提供各种网络应用程序,例如电子邮件、远程登录和文件传输等。
每个层次在进行通信时只与相邻的上下层进行交互,通过协议进行数据的传递和控制。
TCP/IP模型除了OSI模型外,另一个常用的计算机网络体系结构是TCP/IP模型。
TCP/IP模型是实际应用中最常见的网络体系结构,它是互联网的基础。
TCP/IP模型将计算机网络分为四个层次:1.网络接口层:负责通过物理媒介(例如以太网)传输数据,处理硬件寻址和数据包的物理传输。
2.网际层:负责将数据包从源主机传输到目标主机,进行路由选择和数据包转发。
3.运输层:负责建立端到端的连接,提供数据传输的可靠性和流量控制。
4.应用层:为用户提供各种网络应用程序,例如HTTP、FTP和DNS等。
与OSI模型相比,TCP/IP模型将会话层、表示层和应用层合并到了单一的应用层中。
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。
OSI七层模式简单通俗理解
OSI七层模式简单通俗理解OSI(Open Systems Interconnection)七层模型是国际标准化组织(ISO)定义的一种通信协议结构,用于描述和管理计算机网络中的通信过程。
它将计算机网络的通信功能分为七个层次,每个层次都负责特定的功能。
以下是对每个层次的简单通俗理解:1.物理层:2.数据链路层:数据链路层负责将数据块分割成“帧”,并添加错误校验等控制信息,以确保数据以有序、可靠的方式从一个网络节点传输到另一个网络节点。
类似于将字符串切割成小块并添加一些指示标记的行程。
3.网络层:网络层是整个网络的核心,负责路由选择和数据包交换。
它使用逻辑地址(IP地址)将数据包从源节点传输到目标节点,并使用路由协议来检测并选择最佳路径。
4.传输层:传输层负责提供端到端的通信服务。
它通过控制数据包的传输和错误恢复来确保可靠传输。
类似于发送方告诉接收方如何组装和验证数据。
这通过传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)等协议来实现。
5.会话层:会话层负责建立、管理和终止会话(连接)的过程。
它提供了对通信进程之间的会话控制的抽象。
类似于在通信过程中建立和结束对话。
6.表示层:表示层负责对数据进行编码、解码和转换,以便在不同计算机上的应用程序之间进行交换。
它负责数据格式、加密/解密以及压缩/解压缩等操作。
类似于在两个国家之间交换邮件时需要将文字翻译成另一种语言并在邮件中添加对应的指示标记。
7.应用层:应用层是最高层,负责为用户提供应用程序和网络服务。
它提供了哪些应用可以使用网络来通信的接口。
它包括电子邮件、Web浏览器、文件传输协议(FTP)、域名系统(DNS)等应用程序。
总体来说,OSI七层模型提供了一种将通信过程分解为几个功能层次,并确保每个层次都有明确定义的职责的方式。
每个层次都可以独立设计和实现,有助于提高网络的可靠性、可维护性和扩展性。
通过理解每个层次的功能,我们可以更好地理解和诊断网络中的问题,以及在设计和实现网络时做出更明智的决策。
TCPIP模型及OSI七层参考模型各层的功能和主要协议
TCPIP模型及OSI七层参考模型各层的功能和主要协议注:⽹络体系结构是分层的体系结构,学术派标准OSI参考模型有七层,⽽⼯业标准TCP/IP模型有四层。
后者成为了事实上的标准,在介绍时通常分为5层来叙述但应注意TCP/IP模型实际上只有四层。
1、TCP/IP模型(1)物理层物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除,⽽提供具有机械的,电⼦的,功能的和规范的特性,确保原始的数据可在各种物理媒体上传输,为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备,为数据传输提供可靠的环境。
(2)数据链路层主要提供链路控制(同步,异步,⼆进制,HDLC),差错控制(重发机制),流量控制(窗⼝机制)1) MAC:媒体接⼊控制,主要功能是调度,把逻辑信道映射到传输信道,负责根据逻辑信道的瞬时源速率为各个传输信道选择适当的传输格式。
MAC层主要有3类逻辑实体,第⼀类是MAC-b,负责处理⼴播信道数据;第⼆类是MAC-c,负责处理公共信道数据;第三类是MAC-d,负责处理专⽤信道数据。
2)RLC:⽆线链路控制,不仅能载控制⾯的数据,⽽且也承载⽤户⾯的数据。
RLC⼦层有三种⼯作模式,分别是透明模式、⾮确认模式和确认模式,针对不同的业务采⽤不同的模式。
3)BMC:⼴播/组播控制,负责控制多播/组播业务。
4)PDCP:分组数据汇聚协议,负责对IP包的报头进⾏压缩和解压缩,以提⾼空中接⼝⽆线资源的利⽤率。
(3)⽹络层提供阻塞控制,路由选择(静态路由,动态路由)等1)IP:IP协议提供不可靠、⽆连接的传送服务。
IP协议的主要功能有:⽆连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。
IP地址是重要概念2)ARP:地址解析协议。
基本功能就是通过⽬标设备的IP地址,查询⽬标设备的MAC地址,以保证通信的顺利进⾏。
以太⽹中的数据帧从⼀个主机到达⽹内的另⼀台主机是根据48位的以太⽹地址(硬件地址)来确定接⼝的,⽽不是根据32位的IP地址。
OSI七层模型基础知识及各层常见应用
OSI七层模型基础知识及各层常见应用OSI Open Source Initiative(简称OSI,有译作开放源代码促进会、开放原始码组织)是一个旨在推动开源软件发展的非盈利组织。
OSI参考模型(OSI/RM)的全称是开放系统互连参考模型(Open System Interconnection Reference Model,OSI/RM),它是由国际标准化组织ISO提出的一个网络系统互连模型。
它是网络技术的基础,也是分析、评判各种网络技术的依据,它揭开了网络的神秘面纱,让其有理可依,有据可循。
一、OSI参考模型知识要点图表1:OSI模型基础知识速览模型把网络通信的工作分为7层。
1至4层被认为是低层,这些层与数据移动密切相关。
5至7层是高层,包含应用程序级的数据。
每一层负责一项具体的工作,然后把数据传送到下一层。
由低到高具体分为:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
第7层应用层—直接对应用程序提供服务,应用程序可以变化,但要包括电子消息传输第6层表示层—格式化数据,以便为应用程序提供通用接口。
这可以包括加密服务第5层会话层—在两个节点之间建立端连接。
此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置,尽管可以在层4中处理双工方式第4层传输层—常规数据递送-面向连接或无连接。
包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务第3层网络层—本层通过寻址来建立两个节点之间的连接,它包括通过互连网络来路由和中继数据第2层数据链路层—在此层将数据分帧,并处理流控制。
本层指定拓扑结构并提供硬件寻址第1层物理层—原始比特流的传输电子信号传输和硬件接口数据发送时,从第七层传到第一层,接受方则相反。
各层对应的典型设备如下:应用层………………。
计算机:应用程序,如FTP,SMTP,HTTP表示层………………。
计算机:编码方式,图像编解码、URL字段传输编码会话层………………。
计算机:建立会话,SESSION认证、断点续传传输层………………。
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。
如何利用网络层技术实现网络流量控制与调度?(系列四)
网络层技术作为计算机网络中的重要组成部分,承担着数据包的传输和路由选择等功能。
如何利用网络层技术实现网络流量的控制和调度,成为当前网络优化中的重点研究问题。
本文将从网络流量控制和调度两个方面进行探讨,并介绍一些常用的技术手段。
一、网络流量控制网络流量控制在整个网络系统中起着重要的作用,它能够限制网络中各个节点之间的数据传输速度,避免网络拥塞和资源浪费。
常见的网络流量控制技术有以下几种:1. 拥塞控制拥塞控制是网络流量控制中的基础,它通过监测网络中的拥塞情况,动态地调整数据传输的速度。
常见的拥塞控制算法有TCP Tahoe、TCP Reno等,它们通过调整拥塞窗口和重传超时的时间来控制网络流量。
2. 差异化服务差异化服务是一种将网络流量进行分类和调度的技术,通过为不同类型的数据流量分配不同的优先级和带宽,实现对网络流量的控制和调度。
常用的差异化服务技术包括DiffServ和IntServ,它们通过定义不同的服务类别和流量标记,实现对网络流量的精细控制。
3. 流量限速流量限速是一种简单有效的网络流量控制技术,它通过设置流量阈值,限制数据传输的速度。
常见的流量限速技术包括令牌桶算法和漏桶算法,它们通过控制数据包的生成和发送速率,实现对网络流量的控制。
二、网络流量调度网络流量调度是指在网络中根据一定的策略和算法来决定数据包的路由和传输路径,以达到提高网络性能和服务质量的目的。
常见的网络流量调度技术有以下几种:1. 最短路径优先最短路径优先是一种常用的网络流量调度算法,它通过计算节点之间的距离和带宽等参数,选择最短路径来传输数据。
最短路径优先算法常用的实现方式有Dijkstra算法和Bellman-Ford算法,它们能够有效降低网络延迟和提高带宽利用率。
2. 负载均衡负载均衡是一种通过分散网络中的流量,均衡各个节点的负载,提高网络性能和服务质量的技术。
常见的负载均衡技术包括基于轮询、基于权重和基于哈希的负载均衡算法,它们能够有效避免网络拥塞和节点负载不均衡问题。
《网络协议从入门到底层原理》笔记(五)传输层(UDP、TCP、流量控制、拥塞控制、建立连接。。。
《⽹络协议从⼊门到底层原理》笔记(五)传输层(UDP、TCP、流量控制、拥塞控制、建⽴连接。
⽹络层是为主机之间提供逻辑通信;传输层为应⽤进程之间提供端到端的逻辑通信。
逻辑通信”的意思是“好像是这样通信,但事实上并⾮真的这样通信”。
从IP层来说,通信的两端是两台主机。
但“两台主机之间的通信”这种说法还不够清楚。
严格地讲,两台主机进⾏通信就是两台主机中的应⽤进程互相通信。
从运输层的⾓度看,通信的真正端点并不是主机⽽是主机中的进程。
也就是说,端到端的通信是应⽤进程之间的通信。
即“主机 A 的某个进程和主机 B 上的另⼀个进程进⾏通信”。
简称为“计算机之间通信”。
传输层有两个主要协议:TCP(Transmission Control Protocol),传输控制协议UDP(User Datagram Protocol),⽤户数据报协议TCP 传送的数据单位协议是 TCP 报⽂段(segment)。
UDP 传送的数据单位协议是 UDP 报⽂或⽤户数据报。
第⼀章 UDP协议UDP 只在 IP 的数据报服务之上增加了很少⼀点的功能:复⽤和分⽤的功能差错检测的功能1.1 UDP特点UDP 是⽆连接的,发送数据之前不需要建⽴连接,因此减少了开销和发送数据之前的时延。
UDP 使⽤尽最⼤努⼒交付,即不保证可靠交付,因此主机不需要维持复杂的连接状态表。
UDP 是⾯向报⽂的。
UDP 对应⽤层交下来的报⽂,既不合并,也不拆分,⽽是保留这些报⽂的边界。
UDP ⼀次交付⼀个完整的报⽂。
UDP 没有拥塞控制,因此⽹络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。
这对某些实时应⽤是很重要的。
很适合多媒体通信的要求。
UDP ⽀持⼀对⼀、⼀对多、多对⼀和多对多的交互通信。
UDP 的⾸部开销⼩,只有 8 个字节,⽐ TCP 的 20 个字节的⾸部要短。
1.2 UDP数据格式UDP长度(Length)占16位:⾸部的长度 + 数据的长度UDP检验和(Checksum)检验和的计算内容:伪⾸部 + ⾸部 + 数据伪⾸部:仅在计算检验和时起作⽤,并不会传递给⽹络层UDP端⼝(Port)UDP⾸部中端⼝是占⽤2字节可以推测出端⼝号的取值范围是:0~65535客户端的源端⼝是临时开启的随机端⼝防⽕墙可以设置开启\关闭某些端⼝来提⾼安全性常⽤命令:netstat –an:查看被占⽤的端⼝netstat –anb:查看被占⽤的端⼝、占⽤端⼝的应⽤程序telnet 主机端⼝:查看是否可以访问主机的某个端⼝安装telnet:控制⾯板 – 程序 – 启⽤或关闭Windows功能 – 勾选“Telnet Client” – 确定第⼆章 TCP协议TCP 是⾯向连接的运输层协议,在⽆连接的、不可靠的 IP ⽹络服务基础之上提供可靠交付的服务。
计算机网络中的拥塞控制
计算机网络中的拥塞控制计算机网络中的拥塞控制是指通过各种算法和机制来保证网络中的数据流量不超过网络的负载能力,从而避免网络拥堵和性能下降的问题。
拥塞控制是一种重要的网络管理技术,它可以有效地提高网络的吞吐量和可靠性,提升用户体验。
一、拥塞控制的背景和意义随着互联网的迅猛发展和应用的普及,网络负载不断增加,拥塞问题逐渐凸显。
拥塞会导致数据丢失、延时增加、吞吐量下降等问题,严重影响网络的性能和稳定性。
因此,拥塞控制成为网络管理中的核心内容之一。
拥塞控制的目标是保证网络的稳定性和吞吐量。
它可以通过限制发送端的数据流量、优化路由算法、动态调整窗口大小等手段来控制网络中的拥塞情况。
拥塞控制还可以根据网络状况进行自适应调整,使网络在不同负载情况下都能保持良好的性能。
二、拥塞控制的主要算法和机制1. 慢开始和拥塞避免慢开始和拥塞避免算法是TCP协议中常用的拥塞控制机制。
它通过逐渐增加发送方的拥塞窗口大小来控制数据的发送速率。
在连接建立阶段,发送方先将发送窗口设置为一个较小的值,然后随着数据包被确认而逐渐增大发送窗口。
当发送方检测到网络出现拥塞时,它会将发送窗口缩小,并采用更保守的拥塞避免算法来控制数据的发送速率。
2. 拥塞检测和丢包重传拥塞检测是指网络节点对数据包丢失的监测和识别。
当网络出现拥塞时,路由器或接收方会通过丢包等现象来判断网络的负载情况,并向发送方发送拥塞信号。
发送方收到拥塞信号后,会减小发送速率,并进行丢包重传操作,以避免拥塞的进一步发展。
3. 拥塞控制算法的优化除了慢开始和拥塞避免算法之外,还有一些其他的拥塞控制算法被提出并应用于计算机网络中。
例如,TCP Vegas算法通过测量时延来判断网络的负载情况,并根据时延的变化进行拥塞控制。
TCP NewReno 算法通过快速恢复和冗余ACK来减少丢包重传的次数,提高数据传输效率。
三、拥塞控制的应用拥塞控制广泛应用于各类计算机网络中,特别是在互联网中的数据传输中。
网络七层协议
网络七层协议作为网络通信领域的基础概念,网络七层协议是一种理论模型,用于描述计算机在网络通信时各个层次的交互和协作方式。
具体而言,网络七层协议从下往上分别为:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
每一层都有其独特的功能和任务,它们的集成和互相协作决定了网络通信的性能和效率。
1. 物理层物理层是网络七层协议的底层,主要关注的是数据的物理传输和传输介质的控制。
该层的主要任务包括:将比特流传输到物理介质上,选择和控制适当的传输介质(例如光纤、铜线等),以及在传输过程中确保数据的安全性和可靠性。
物理层的协议包括RS-232、以太网、无线局域网等。
2. 数据链路层数据链路层主要负责将物理层传来的比特流组织成帧,并为每个帧分配唯一的地址。
该层的重点在于数据传输的可靠性和错误检测。
数据链路层的主要任务包括:将比特流划分成合适大小的数据帧,通过帧标识和目的地址来确保帧的正确传输,检测和纠正传输过程中的错误,并且在多个设备同时访问网络时进行冲突检测。
3. 网络层网络层是网络七层协议的第三层,其主要任务是控制基于网络拓扑的路由选择和数据分组。
该层的协议通过在数据包中携带源和目的地址,实现不同网络之间的路由选择,并控制数据包在传输过程中的纠错和流量控制。
网络层的协议包括IP (Internet Protocol)、ICMP(Internet Control Message Protocol)、IGRP(Interior Gateway Routing Protocol)等。
4. 传输层传输层主要负责实现端到端的通信控制,保证数据在源和目的地之间的可靠传输。
该层的协议主要是TCP (Transmission Control Protocol)和UDP (User Datagram Protocol)。
TCP确保了传输过程中的可靠性和顺序性,同时进行流量控制和拥塞控制。
UDP则提供了一种更快速的非可靠传输方式,适用于实时数据的传输。
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。
osi的结构
osi的结构
OSI(Open Systems Interconnection)是一种网络通信协议的参考模型,它将计算机网络通信过程分为七个层次,每一层都负责不同的任务,通过这种层次化的结构,实现了不同的网络设备之间进行互联与通信。
1. 物理层(Physical Layer):负责将二进制数据转换为电信号,在物理媒介上传输数据,包括物理连接、电压标准和传输速率等。
2. 数据链路层(Data Link Layer):负责将物理层传输的数据
进行分组和组装,进行差错检测和纠正,管理物理地址,实现有线或者无线局域网之间的数据传输。
3. 网络层(Network Layer):负责在不同的网络之间进行路
由选择,实现不同网络之间的数据包转发和传输,处理网络间的路径选择和拓扑结构。
4. 传输层(Transport Layer):提供端到端的数据传输,实现
可靠的数据传输和错误恢复,包括数据的分段、重组、流量控制和拥塞控制等。
5. 会话层(Session Layer):负责建立、管理和终止会话(Session),包括会话的控制、同步和管理,以及数据的会
话标识和安全性的控制。
6. 表示层(Presentation Layer):负责将数据从应用程序的格
式转换为网络格式,实现数据的加密、压缩和描述,以及数据格式的转换和语法处理等。
7. 应用层(Application Layer):提供网络应用服务,包括文件传输、电子邮件、远程登录和万维网等,是用户直接使用的协议。
这些层次之间通过接口进行交互和通信,每一层都有其相应的协议和功能。
OSI模型的结构可以帮助不同厂商的网络设备进行互操作,同时也为网络诊断和故障排除提供了一种规范和标准。
计算机网络课件(第4版)_07运输层
基本内容
传输层的概念,TCP/IP体系中的传输层,端口的概念, 用户数据报协议UDP,传输控制协议TCP,TCP报文格式、
数据的编号与确认、流量控制、拥塞控制、重传机制、TCP
的连接管理。
重点掌握
TCP/IP体系中的传输控制协议TCP:TCP报文格式、数 据的编号与确认、流量控制、拥塞控制、重传机制、TCP的 连接管理。
连接2
端口 25
插口(socket)
TCP 使用“连接”(而不仅仅是“端口” )作为最基本的抽
象,同时将 TCP 连接的端点称为插口(socket),或套接字、 套接口。
插口和端口、IP 地址的关系是: IP 地址
131.6.23.13
端口号
1500
插口(socket)
131.6.23.13,
信。
运输层的一个很重要的功能就是复用和分用。应用层不同进
程的报文通过不同的端口向下交到运输层,再往下就共用网 络层提供的服务。
“运输层提供应用进程间的逻辑通信”。“逻辑通信”的意
思是:运输层之间的通信好像是沿水平方向传送数据。但事 实上这两个运输层之间并没有一条水平方向的物理连接。要 传送的数据是沿着图的虚线方向传送的。
7.1 运输层协议概述
从通信和信息处理的角度看,运输层向它上面的应用层 提供通信服务,它属于面向通信部分的最高层,同时也是用 户功能中的最低层。
面向信息处理 应用层
用户功能
运输层 面向通信 网络层 数据链路层 物理层 网络功能
运输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信
应用进程 应用进程 端口 运输层提供应用进程间的逻辑通信 端口 IP 层
OSI七层模型详解
OSI七层模型详解开放式系统互联模型(OSI)是1984年由国际标准化组织(ISO)提出的一个参考模型。
作为一个概念性框架,它是不同制造商的设备和应用软件在网络中进行通信的标准。
现在此模型已成为计算机间和网络间进行通信的主要结构模型。
目前使用的大多数网络通信协议的结构都是基于 OSI 模型的。
OSI 将通信过程定义为七层,即将连网计算机间传输信息的任务划分为七个更小、更易于处理的任务组。
每一个任务或任务组则被分配到各个 OSI 层。
每一层都是独立存在的,因此分配到各层的任务能够独立地执行。
这样使得变更其中某层提供的方案时不影响其他层。
OSI 七层模型的每一层都具有清晰的特征。
基本来说,第七至第四层处理数据源和数据目的地之间的端到端通信,而第三至第一层处理网络设备间的通信。
另外,OSI 模型的七层也可以划分为两组:上层(层7、层6和层5)和下层(层4、层3、层2和层1)。
OSI 模型的上层处理应用程序问题,并且通常只应用在软件上。
最高层,即应用层是与终端用户最接近的。
OSI 模型的下层是处理数据传输的。
物理层和数据链路层应用在硬件和软件上。
最底层,即物理层是与物理网络媒介(比如说,电线)最接近的,并且负责在媒介上发送数据。
各层的具体描述如下:第七层:应用层∙定义了用于在网络中进行通信和数据传输的接口 - 用户程式;∙提供标准服务,比如虚拟终端、文件以及任务的传输和处理;第六层:表示层∙掩盖不同系统间的数据格式的不同性;∙指定独立结构的数据传输格式;∙数据的编码和解码;加密和解密;压缩和解压缩第五层:会话层∙管理用户会话和对话;∙控制用户间逻辑连接的建立和挂断;∙报告上一层发生的错误第四层:传输层∙管理网络中端到端的信息传送;∙通过错误纠正和流控制机制提供可靠且有序的数据包传送;∙提供面向无连接的数据包的传送;第三层:网络层∙定义网络设备间如何传输数据;∙根据唯一的网络设备地址路由数据包;∙提供流和拥塞控制以防止网络资源的损耗第二层:数据链路层∙定义操作通信连接的程序;∙封装数据包为数据帧;∙监测和纠正数据包传输错误第一层:物理层∙定义通过网络设备发送数据的物理方式;∙作为网络媒介和设备间的接口;∙定义光学、电气以及机械特性。
网络层的拥塞控制
⽹络层的拥塞控制拥塞控制概述拥塞: 当⼀个⽹络出现太多分组,导致⽹络性能急剧下降出现资源拥塞的条件:对资源需求的总和 > 可⽤资源image.png拥塞控制:采取措施,防⽌⽹络出现拥塞.image.png有⼈想到了流量控制,他们有什么区别呢?拥塞控制是⼀个全局性问题所有主机和路由器存储-转发处理过程所有可能会削弱⼦⽹承载容量的其他因素流量控制只涉及发送⽅和接收⽅之间的点到点流量限制发送速率接收⽅向发送⽅发送反馈信息滑动窗⼝思路Open loop(开环⽅法)试图采⽤良好的设计来解决问题,本质是从⼀开始就保证不会发⽣拥塞问题。
⼀旦⽹络运⾏起来,就不需要中途做修正。
Closed loop(闭环⽅法)基于返回环路:Explicit feedback (显式反馈)Implicit feedback(隐式反馈)⽅法Open loop(开环⽅法)Preventative(预防性的⽅法)image.pngClosed loop(闭环⽅法)image.pngNetwork Provisioning(⽹络供给):⽹络升级/改造Traffic-aware routing(流量感知路由):在计算路由的时候,把流量因素考虑进去。
链路权值会根据⽹络负载动态调整,可以将⽹络流量引导到不同的链路上,均衡⽹络负载。
绕开热门的区域,疏散流量可能会出现摇摆不定的问题Internet路由协议⼀般不考虑流量负载因素Admission Control(准⼊控制):降低负载,在虚电路中控制新连接的建⽴。
⽤于虚电路⽹络⼀旦出现拥塞,则不再创建任何虚电路.当虚电路建⽴的时候,在主机和⼦⽹之间进⾏协商以达成⼀致的约定协商服务质量预留资源绕开有问题的区域建⽴新的虚电路Traffic throtting(流量调整)动态调整发送速度当拥塞迫在眉睫的时候,它必须告诉发送⽅紧急刹车放慢速度监视系统:预警拥塞将监视的信息反馈到能够采取缓解⾏动的地⽅依据什么来判断是否可能出现拥塞?链路平均利⽤率路由器内缓存排队的数据包丢弃的数据包数量EWMA模型:计算指数加权平均数image.pngThe warning bit(设置警告位)路由器监视平均队列长度当路由器处于警告状态时,在转发分组的头部设置⼆进制警告位源主机⽬标端将警告位送回源主机源主机监视设置了包含警告位的分组⽐例超过阈值,源主机减少发送Choke packet(抑制分组)当路由器处于警告状态时,向源主机发送抑制分组源主机将减慢到相同⽬标端的分组传输速率调整策略参数,按⼀定⽐例(⽐如50% )减少发向特定⽬的地的流量在⼀段时间间隔内,忽略所有指向同⼀⽬标的抑制分组若在监听周期内没有收到抑制包,则增加负载流量增减策略是:减少时,按⽐例减少,保证快速解除拥塞;增加时,以常量增加,防⽌很快导致拥塞。
如何使用网络层技术解决数据包丢失与重传问题?(系列三)
如何使用网络层技术解决数据包丢失与重传问题?在网络通信中,数据包的丢失与重传问题是一项极其重要的技术挑战。
数据包丢失可能会导致数据的不完整或延迟,而重传机制则可以通过重新发送丢失的数据包来解决这一问题。
为了有效地解决数据包丢失与重传问题,网络层技术扮演着至关重要的角色。
本文将探讨如何利用网络层技术来解决这个问题。
一、流量控制与拥塞控制在解决数据包丢失与重传问题之前,首先需要了解两个重要的概念,即流量控制和拥塞控制。
流量控制用于确保发送方与接收方之间的数据传输速率匹配,从而避免数据包丢失。
而拥塞控制旨在确保网络中的资源利用率不会超过其承受能力,从而避免网络拥塞而导致数据包丢失。
这两个机制是解决数据包丢失与重传问题的基础。
二、可靠投递与确认机制在网络层中,可靠投递与确认机制是解决数据包丢失与重传问题的核心。
可靠投递机制通过添加序列号和检验和等信息来保证数据包的可靠传输。
发送方在发送数据包时为每个包分配一个序列号,并且在接收方确认收到该数据包后,发送方才会发送下一个数据包。
如果发送方没有接收到接收方的确认信息,将会进行重传。
这种机制能够确保数据包的传输是可靠的。
三、超时与重传超时与重传机制是另一个重要的解决数据包丢失问题的技术。
它通过设定一个超时时间来确保在接收方没有及时确认的情况下,发送方可以重新发送数据包。
当发送方发送一个数据包后,会启动一个计时器,如果在超时时间内没有收到接收方的确认信息,发送方会重新发送该数据包。
这个过程会一直重复,直到接收方正确地确认了该数据包。
通过超时与重传机制,可以有效地解决数据包丢失问题。
四、差错校验与纠错码差错校验和纠错码也是解决数据包丢失与重传问题的关键技术。
差错校验通过对数据包的内容进行检验和计算,来判断数据包是否发生错误。
如果数据包通过了差错校验,则可以认为该数据包是正确的,否则需要进行重传。
纠错码则通过在数据包中添加冗余信息来实现错误的自动检测与纠正。
通过这些技术手段,可以有效地减少数据包丢失的情况。
- 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)。
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
Copyright ChenBing Email:cb_china@ 南京航空航天大学网络研究室
Copyright ChenBing Email:cb_china@
南京航空航天大学网络研究室 15
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
Copyright ChenBing Email:cb_china@
南京航空航天大学网络研究室 12
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
Copyright ChenBing Email:cb_china@
南京航空航天大学网络研究室
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
Copyright ChenBing Email:cb_china@ 南京航空航天大学网络研究室 16
通信量控制策略:漏桶算法
字节计数漏桶
– 适用于可变长度分组 – 漏桶每隔一个固定的间隔输出固定数目的字节,规定每 节拍发送的字节数, – 每个节拍开始时,计数器初始化为n,如果队列的第一个 分组的字节数小于当前计数器值,就将其发送出去。计 数器减去分组的字节数。只要计数器的值足够大,下一 个分组也可能发送。如果计数器的值小于队列中下一个 分组的长度字节数,传输便停止,直到下一个节拍开 始。此时,这些剩余字节都将被覆盖丢弃
虚电路和数据报的选择
– 很多拥塞算法仅仅用于虚电路子网
Copyright ChenBing Email:cb_china@
南京航空航天大学网络研究室 13
影响拥塞的策略(开环方法)
分组排队和服务策略
– 关系到是否为路由器的每条输入线路建立一个队列,每 条输出线一个队列,或者兼而有之;还关系到分组的处 理顺序,如循环排序或者基于优先级
Copyright ChenBing Email:cb_china@
令牌(每∆T 产生一个)
漏桶容量W
输入分 组队列 输出分组
南京航空航天大学网络研究室 18
通信量控制策略:令牌桶算法
举例
– 发送之前,桶中有3个令牌,5个分组等待发送 – 每传送一个分组,消耗1个令牌 – 消耗3个令牌,传递3个分组,还有2个分组等待新令牌的产生
4
假如没有拥塞和流控制…
情况1
– λBA=7Kbps,λCD=0,不会出现拥塞 – B->Y,Y->X,X->A每段速率均为7Kbps
B 16 Y λBA X 8 8 D 64 32 Z λCD 16 C
情况2
– λBA=8+βKbps(β>0),λCD=0,出现拥塞 – 在某一时刻,X节点的缓冲区满,Y发出的 分组将被X丢弃,Y将保留未确认分组以便 重发,结果Y节点缓冲区满,最后Y->X链 路的业务量将达到?B->Y的业务量将达 到? – 解决方案: A (1)网络备有足够的容量,X->A链路能够适 应B节点最大可能的业务量 (2)限制B节点的最大业务量
南京航空航天大学网络研究室 14
拥塞控制:通信量整形
目的:
– 引起拥塞的主要原因之一是业务的突发性 – 如果主机能够以均匀的速率发送,则拥塞发生的 频率将大大降低 – 调整数据传送的平均速率和突发性,迫使分组以 可预见的速率发送 – 对于虚电路方式,用户和子网事先约定传输模式 – 对于数据报方式,在传输层使用,如TCP
– – –
链路层、网络层和传输层的超时间隔过小 报文生命期太短 流量控制窗口大小,重传方式(选择重传或后退 N步)
Copyright ChenBing Email:cb_china@
南京航空航天大学网络研究室 10
拥塞控制
• 控制论的角度:
开环 -- 静态方法,通过预先良好的设计来避免拥塞 闭环 -- 向源端反馈 : (1) 实时检测网络,确定拥塞发生的时间和地点 (2) 传送拥塞信息,三种方法:由路由器回送源端;在分组 中设置某些字段指示拥塞;通过调查分组显式询问拥塞状况 (3) 源端调整操作:增加资源;降低负载
•
拥塞控制算法分类
{
开环 闭环
{ {
作用于源端 作用于目的端 显式反馈 隐式反馈
南京航空航天大学网络研究室 11
Copyright ChenBing Email:cb_china@
影响拥塞的策略(开环方法)
层次 策略 • 重传策略 • 应答策略 • 失序缓存策略 • 流控制策略 • 超时确定
情况3
– λBA=7Kbps,λCD= 7Kbps ,不会出现拥 塞 – 发往A和D的总数据率为14Kbps
Copyright ChenBing Email:cb_china@ 南京航空航天大学网络研究室
5
假如没有拥塞和流控制…
情况4
– λBA=8+βKbps(β>0),λCD=7Kbps,B 至A与C到D的分组共享X的缓冲区容量 – B->A的业务请求将导致X节点缓冲区满 – 结果:C和B发出的分组将被频繁丢弃 – 不公平性:C受到B的牵连,并且由于 Y->X的速率是Z->X的速率的两倍,因 此,X到D的速率将是X到A的一半,即 4Kbps – 结论: (1)总吞吐量降低 (2)对主机C的业务量待遇不公 – 解决方案: (1)网络备有足够的容量,X->A链路能 够适应B节点最大可能的业务量 (2)限制B节点的最大业务量 (3)分别保留缓冲区
南京航空航天大学网络研究室
7
拥塞和流控制
拥塞
– ∑ 对资源的需求 > 可用资源时,网络的吞吐量(交付的分 组)将随输入负载(发送的分组)的增加而严重下降 – 死锁:拥塞发展到一定程度,已经没有可用资源,吞吐量降 为0,整个网络瘫痪 – 是全局问题,涉及到所有主机、路由器以及路由器存储转发 的过程和所有其它减少网络运载能力的因素 – 仅涉及发送方和接收方之间点到点的业务流 – 保证发送方不会连续发送速率高于接收方可接收速率的数据
丢弃策略
– 当没有剩余空间时,哪些分组被丢弃
路由选择算法
– 好算法能够通过将通信量分散到所有线路上来避免拥 塞;坏算法会将过多的通信量发送到本来已经拥塞的线 路上
分组生命周期
– 太长,丢失的分组可能会长时间地阻碍工作;太短,分 组可能在到达目的地之前就超时,由此导致重传
Copyright ChenBing Email:cb_china@
B 16 Y λBA X 8 A 8 D 64 32 Z λCD 16 C
Copyright ChenBing Email:cb_china@
南京航空航天大学网络研究室
6
假如没有拥塞和流控制…
吞吐量下降 不公平性
Copyright ChenBing Email:cb_china@
最大速率突发的持续时间(S)的计算
– 设令牌桶容量为C字节,令牌到达速率为ρ字节/秒,桶 的最大输出速率为M字节/秒,则有 C+ ρS = MS,即 S = C / ( M - ρ )
Copyright ChenBing Email:cb_china@
南京航空航天大学网络研究室 20
第三章 网络层协议与算法
陈兵
南航航空航天大学 计算机网络研究室 Cb_china@
Copyright ChenBing Email:cb_china@ 南京航空航天大学网络研究室
1
Review:路由协议
路由协议分类
通信量控制策略:令牌桶算法
举例:
– 假设:一个计算机能以25MB/s的速率产生数据,网络也能以该速 率传输。但网络中的路由器只能在很短的间隔内可以处理,大部 分时间只能以不超过2MB/s的速率工作。假定输入数据的突发长 度为1MB,持续40ms。漏桶的输出速率2MB/s(令牌桶算法中当 令牌到达时),容量C=1MB,则: S = C / ( M - ρ ) – 输入:将以25MB/s的速率持续40ms – 漏桶算法:将以2MB/s的速率持续500ms – 令牌漏桶(C=250KB):先以25MB/s速率持续约11ms,然后 以2MB/s的速率持续约364ms – 令牌漏桶(C=500KB):先以25MB/s速率持续约22ms,然后 以2MB/s的速率持续约228ms
子网运载的最大容量 吞吐量 理想曲线的流量控制 实际的流量控制 无流量控制
死锁 轻度拥塞 拥塞
Copyright ChenBing Email:cb_china@
输入负载
南京航空航天大学网络研究室
9
引起拥塞的原因
过多的突发报文引起缓冲区淹没 路由不合理 路由器处理能力不足 重传处理不当
影响拥塞的策略(开环方法)
重传策略
– 处理发送者的速度多快会超时以及超时后传送什么,使 用重传还是退后N帧