实验目的仿真TCP协议中用于拥塞控制的四种算法慢概要
TCP拥塞控制四个主要过程

TCP 拥塞控制四个主要过程1 / 1 TCP 拥塞控制四个主要过程(如图(a )和(b )所示)简要介绍如下:图(a ):慢启动和拥塞避免 图(b ):快速重传和快速恢复1. 慢启动阶段:早期开发的TCP 应用在启动一个连接时会向网络中发送大量的数据包,这样很容易导致路由器缓存空间耗尽,网络发生拥塞,使得TCP 连接的吞吐量急剧下降。
由于TCP 源端无法知道网络资源当前的利用状况,因此新建立的TCP 连接不能一开始就发送大量数据,而只能逐步增加每次发送的数据量,以避免上述现象的发生。
具体地说,当建立新的TCP 连接时,拥塞窗口(congestion window ,cwnd )初始化为一个数据包大小。
源端按cwnd 大小发送数据,每收到一个ACK 确认,cwnd 就增加一个数据包发送量,这样cwnd 就将随着回路响应时间(Round Trip Time ,RTT )呈指数增长,源端向网络发送的数据量将急剧增加。
事实上,慢启动一点也不慢,要达到每RTT 发送W 个数据包所需时间仅为RTT×logW 。
由于在发生拥塞时,拥塞窗口会减半或降到1,因此慢启动确保了源端的发送速率最多是链路带宽的两倍。
2. 拥塞避免阶段:如果TCP 源端发现超时或收到3个相同ACK 副本时,即认为网络发生了拥塞(主要因为由传输引起的数据包损坏和丢失的概率很小(<<1%))。
此时就进入拥塞避免阶段。
慢启动阈值(ssthresh )被设置为当前拥塞窗口大小的一半;如果超时,拥塞窗口被置1。
如果cwnd>ssthresh ,TCP 就执行拥塞避免算法,此时,cwnd 在每次收到一个ACK 时只增加1/cwnd 个数据包,这样,在一个RTT 内,cwnd 将增加1,所以在拥塞避免阶段,cwnd 不是呈指数增长,而是线性增长。
3. 快速重传和快速恢复阶段:快速重传是当TCP 源端收到到三个相同的ACK 副本时,即认为有数据包丢失,则源端重传丢失的数据包,而不必等待RTO 超时。
TCP拥塞控制算法仿真实验设计
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TCP拥塞控制算法仿真实验设计TCP(Transmission Control Protocol)是一种常用的网络传输协议,它的拥塞控制算法起着至关重要的作用,能够适应网络状态的变化以确保数据的可靠传输,并最大化利用网络带宽。
拥塞控制算法的设计和评估需要进行仿真实验,以下是一个TCP拥塞控制算法仿真实验的设计:1.实验目标:-评估不同拥塞控制算法在不同网络条件下的性能表现;-比较不同拥塞控制算法在吞吐量、延迟和丢包率等方面的差异;-分析算法的稳定性和公平性。
2.实验环境:- 模拟器:选择合适的网络模拟器,如ns-3、Opnet、OMNET++等;-网络拓扑:设计适当的网络拓扑,可以包括不同类型的节点(如服务器、客户端、路由器)和链路;-网络条件:设置不同的网络条件,如带宽、延迟、丢包率等。
3.实验内容:- 算法选择:选择要研究的拥塞控制算法,如 Tahoe、Reno、NewReno、Cubic等;-算法实现:根据选定的算法,编写相应的代码或配置文件,并将其集成到网络模拟器中;-实验参数:设置合适的参数,如初始窗口大小、拥塞窗口阈值、快速重传的条件等;-拥塞控制实验:在选定的网络条件下,运行仿真实验,收集算法的性能指标,如吞吐量、延迟、丢包率等;-结果分析:分析实验结果,对比不同算法的性能表现,比较其优劣。
4.实验指标:-吞吐量:衡量网络或节点在单位时间内传输的数据量,可以通过收集传输结束时间和传输数据量计算;-延迟:衡量数据从发送端到接收端的传输时间,可以通过收集发送端和接收端的时间戳计算;-丢包率:衡量网络中发生的数据包丢失情况,可以通过统计发送端和接收端的数据包数量计算。
5.实验步骤:-设计网络拓扑并设置网络条件;-选择并实现要研究的拥塞控制算法;-设置实验参数,运行仿真实验;-收集实验结果,包括吞吐量、延迟、丢包率等;-分析实验结果,比较不同算法的性能表现。
6.结果分析:-对比不同算法的性能表现,包括吞吐量、延迟、丢包率等指标;-分析算法的稳定性,即在不同网络条件下是否能够稳定工作;-分析算法的公平性,即是否能够公平地与其他流进行竞争获取带宽;-结合实验结果,评估不同算法的优劣。
计算机网络中的拥塞控制算法
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计算机网络中的拥塞控制算法一、引言计算机网络中的拥塞控制算法是指在网络传输数据时,为了避免网络拥塞导致传输性能下降、数据丢失等问题,采用的一种控制方法。
拥塞控制算法包括多种,如TCP的拥塞控制算法、UDP 的拥塞控制算法、RED算法等,本文将重点介绍TCP的拥塞控制算法。
二、TCP的拥塞控制算法TCP的拥塞控制算法主要包括四种:慢启动、拥塞避免、快速重传、快速恢复。
1. 慢启动慢启动是TCP连接刚开始传送数据时启用的一种算法。
慢启动将初始窗口大小设为一个很小的值,然后每经过一个往返时间RTT,增加窗口的大小,直到达到一个拥塞阈值(cwnd)。
超过拥塞阈值后,进入拥塞避免算法。
慢启动中主要涉及两个参数:拥塞窗口大小(cwnd)和拥塞阈值(ssthresh)。
慢启动的主要思想是控制发送方数据速率,使其不断逼近网络的传输极限。
通过控制拥塞窗口大小,发送方可以平衡网络吞吐量和丢包率,避免网络拥塞。
慢启动算法的伪代码如下:if (cwnd <= ssthresh) {cwnd = cwnd + 1;} else {cwnd = cwnd + 1/cwnd;}2. 拥塞避免拥塞避免算法是在慢启动后,当拥塞窗口大小超过拥塞阈值时启用的一种算法。
拥塞避免算法中,每经过一个RTT,拥塞窗口的大小增加一个MSS(最大分段大小),从而每个RTT可以传输更多的数据。
当出现拥塞情况时,TCP会将拥塞阈值减半,同时进入慢启动算法。
拥塞避免算法的伪代码如下:if (cwnd > ssthresh) {cwnd = cwnd + 1/cwnd;}3. 快速重传快速重传算法是当TCP收到重复的数据时,立即发送重复的确认,而不等待超时重传计时器,从而提高数据传输的速率。
当收到重复的确认后,TCP会将拥塞窗口大小减半并重新进入拥塞避免算法。
快速重传算法的伪代码如下:if (duplicate_ack_received) {cwnd = cwnd/2;ssthresh = cwnd;}4. 快速恢复快速恢复算法是在快速重传算法后,立即发送数据而不等待拥塞避免算法重新检查网络,从而提高数据传输的速率。
四种拥塞控制算法PPT
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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。
慢开始和拥塞避免算法的实现举例
拥塞窗口 cwnd
24
20
ssthresh 的初始值16 新的 ssthresh 值12
拥塞避免算法。 • 拥塞避免算法的思路是让拥塞窗口 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。
当在拥塞避免阶段,只要发送方判 断网络出现拥塞(其根据就是没有按时收到确认),就 要把慢开始门限 ssthresh 设置为出现拥塞时的发送方窗口 值的一半(但不能小于2)。
• 发送方控制拥塞窗口的原则是:只要网络没有出现拥塞,拥 塞窗口就再增大一些,以便把更多的分组发送出去。但只要网 络出现拥塞,拥塞窗口就减小一些,以减少注入到网络中的分 组数。
慢开始算法原理
• 在主机刚刚开始发送报文段时可先设置拥塞窗口 cwnd = 1。 • 在每收到一个对新的报文段的确认后,将拥塞窗口加 1。 • 用这样的方法逐步增大发送端的拥塞窗口 cwnd,可以使分组注入
• 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。
几种常见TCP的拥塞控制算法
• 1.慢开始算法 • 2.拥塞避免算法 • 3.快重传算法 • 4.快恢复算法 • 我们假设: • 1.数据是单方向传送,而另一个方向只传送确认。 • 2.接收方总是有足够大的缓存空间,因而发送窗
慢开始和拥塞避免算法的实现举例
拥塞窗口 cwnd
TCP拥塞控制
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发送 M6
发送 M7
t
t
快速重传阶段
在快速重传阶段,当源端收到3 个或3 个以上重复的 ACK 时,就判定数据包丢失,同时ssthresh 设置为当
前cwnd的一半,并重传丢失的包,进入快速恢复阶段。
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快速恢复阶段
当快速重传算法重传了可能丢失的分组之后,如果TCP 重新进入慢启动阶段,将会使拥塞窗口减为1,重新开 始探测网络带宽,从而严重影响网络吞吐量,因此快速
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Vegas 算法
对快速重传机制的改进
TCP Vegas主要在两个方面对快速重传进行了改进,使 得探测丢包现象变得更及时,且能进一步减少超时情况 的发生。 第一个改进措施是,当TCP Vegas收到重复的确认包时, 计算从发送该数据包时刻到当前时刻的时问间隔,比较 是否大于RTO,如果是,Vegas就重传该数掘包而不用 等到第2、3个重复确认包的到达,如下图所示。而且在 TCP Vegas中使用了比TCP Reno更为精确的计时器,可 以测得更加准确的RTT以及其他的一些时间数据,对RTT 的估计将更加准确,同样也能得到更加精确的超时时间。
基本概念
•拥塞窗口(cwnd ):拥塞控制的关键参数,控制 源端在拥塞情况下一次最多能发送多少数据包。 •接收窗口(rwnd):接收端对源端发送窗口大小所 做的限制,在建立连接时山接收方通过ACK确认 带给源端 •慢启动阀值(ssthresh ):拥塞控制中用来限制发 送窗口大小的门限值,它是慢启动阶段与拥塞避 免阶段的分界点,初始值设为65535 bytes或 awnd的大小。
否则发送端会一直等待直到超时,其过程如下图所示:
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t
t
Vegas 算法
拥塞避免机制的改进
网络拥塞控制算法总结
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网络拥塞控制算法总结网络拥塞控制是指在网络通信过程中,通过合理的算法和策略来控制网络中数据流量的流动,以避免网络拥塞的发生。
网络拥塞会造成数据包丢失、延迟增加以及网络性能下降等问题,因此拥塞控制算法的设计和实现对于网络的稳定运行至关重要。
下面将会介绍几种常见的网络拥塞控制算法及其特点。
第一种算法是最早采用的拥塞控制算法——慢开始(Slow Start)。
慢开始算法是由Van Jacobson在TCP/IP协议中提出的,用于在开始发送数据时快速扩大拥塞窗口,同时在网络出现拥塞时快速减小拥塞窗口。
具体实现方式是通过指数增加拥塞窗口的大小,直到遇到拥塞发生为止。
慢开始算法的特点是能够快速适应网络环境的变化,但容易引起网络拥塞。
第二种算法是拥塞避免(Congestion Avoidance)。
拥塞避免算法是在慢开始算法的基础上进行改进的,主要解决了慢开始算法容易引发网络拥塞的缺点。
拥塞避免算法通过线性增加拥塞窗口的大小来避免网络拥塞的发生。
具体实现方式是每次接收到一个确认ACK就递增拥塞窗口的大小,从而平滑地增大网络的负载,减小拥塞的可能性。
拥塞避免算法相对于慢开始算法,能够更加稳定地控制网络拥塞,但是在网络拥塞后仍然需要通过慢开始算法来恢复网络的稳定性。
第三种算法是快重传(Fast Retransmit)。
快重传算法是一种TCP 数据传输的拥塞控制算法,主要用于解决包丢失问题。
当发送方连续接收到三个相同的ACK确认报文时,就会触发快重传算法。
快重传算法的基本原则是,当接收到重复的ACK报文时,会认为已经丢失的报文已经到达接收方,而不是等待超时重传。
通过快速重传概念,可以减少数据传输的延迟,提高网络的传输效率。
第四种算法是拥塞避免和快重传的综合算法——TCP Tahoe。
TCP Tahoe是一种动态调整拥塞窗口的算法,能够根据网络拥塞程度来灵活调整数据传输速度。
TCP Tahoe的核心思想是通过快重传和拥塞避免算法相结合来进行拥塞控制。
TCP协议拥塞控制算法
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TCP协议拥塞控制算法研究摘要:自从1986年互联网出现严重的拥塞崩溃现象后,网络拥塞控制受到了广泛的关注。
随着网络的不断发展,网络用户及需求急剧增加,网络拥塞也越来越严重。
如何有效解决网络拥塞,成为人们急需解决的问题。
TCP作为目前互联网上使用最广泛的一种传输协议,TCP拥塞控制机制对互联网的稳定运行起着重要的作用。
本文阐述了TCP的拥塞控制机制以及几种TCP拥塞控制算法,并对它们进行了仿真,比较了他们各自的优缺点,并指出了进一步改进TCP拥塞控制的必要性。
关键字:互联网;TCP;拥塞控制Abstract:Since the advent of the Internet congestion collapse in 1986, network congestion control has been widespread concern. With the continuous development of the network, network users and the demand are increasing rapidly, network congestion has become increasingly serious. How to effectively solve network congestion become an urgent problem. TCP currently used on the Internet as the most widely used transport protocol, TCP congestion control mechanisms for the stable operation of the Internet plays an important role. This paper describes the TCP congestion control mechanisms as well as several TCP congestion control algorithms, and their simulation to compare their advantages and disadvantages, and pointed out the need for further improvement of TCP congestion control.Keywords:Internet;TCP;Congestion control1 引言近年来以IP为基础的internet呈爆炸式增长,网络用户数量迅速增加,internet 在各个领域也发挥着越来越重要的作用,但随着其流量急剧增加,由此而引发的网络拥塞已经成为制约网络发展和应用的瓶颈问题。
tcp的拥塞控制方法
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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。
拥塞控制的四种典型方法
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拥塞控制的四种典型方法1. 慢启动算法(Slow Start Algorithm):慢启动算法是TCP拥塞控制中的一种经典方法。
在慢启动阶段,发送方每经过一个往返时间(RTT),就将发送窗口的大小加倍。
这样,发送方可以利用较小的窗口先探测网络的拥塞程度,逐渐增加发送窗口,直到遇到网络拥塞的状况。
一旦发现网络拥塞,发送方会根据拥塞信号减少发送窗口的大小,从而达到拥塞控制的目的。
2. 拥塞避免算法(Congestion Avoidance Algorithm):拥塞避免算法是TCP拥塞控制中的另一种重要方法。
在拥塞避免阶段,发送方将发送窗口的大小按线性方式递增,而不是指数增长。
这种线性增长能够更好地避免网络拥塞的发生。
同时,发送方也会周期性地检测网络的拥塞程度,根据情况调整发送窗口的大小。
如果发现网络出现拥塞,发送方会采取相应的措施,如减小发送窗口等。
3. 快速重传算法(Fast Retransmit Algorithm):快速重传算法是TCP拥塞控制的一种补充方法,用于解决发送方超时重传的问题。
当接收方在收到数据包之后发现连续的数据包丢失,则会立即发送一个重复ACK(Acknowledgement)给发送方,告诉它有一个数据包丢失。
发送方在收到重复ACK之后,会判断是否有丢失的数据包,如果有,则会立即进行快速重传,而不是等待超时重传定时器到期。
通过快速重传,可以更快地恢复丢失的数据包,从而减少拥塞的发生。
4. 拥塞恢复算法(Congestion Recovery Algorithm):拥塞恢复算法是TCP拥塞控制中的一种重要方法。
它用于在网络出现拥塞时,恢复正常的数据传输速率。
当发送方发现网络拥塞时,会将发送窗口的大小减半,以降低数据传输的速率。
然后,发送方会进入拥塞避免阶段,以线性的方式增加发送窗口的大小。
当网络拥塞情况改善后,发送方会逐渐增加发送窗口的大小,最终恢复到网络的正常传输速率。
以上是拥塞控制的四种典型方法,它们在TCP协议中被广泛应用。
tcp的拥塞控制算法
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tcp的拥塞控制算法
1 慢启动和拥塞避免算法
慢启动指的是,起始阶段将cwnd的窗⼝⼤⼩设置为mss,每当经过⼀个传输轮次,窗⼝的⼤⼩增加⼀倍,
也就是说⼀个rtt的时间内,窗⼝的⼤⼩增加⼀倍。
慢启动的过程当中,需要设置⼀个慢启动的门限,⼩于慢启动阈值时使⽤慢启动算法,当⼤于门限时,开
始使⽤拥塞避免算法,此时减慢cwnd的增加速度,⼀个rtt的时间内将窗⼝的长度增加1。
2 快重传和快恢复
⼀般当发⽣丢包的情况时,我们会判断当前的⽹络发⽣了拥塞。
但是判断发⽣丢包的情况需要等到⼀个rtt的
时间过后,⽽快速重传就是接到了对于同⼀个报⽂的三次重复确认时,就⽴即重传对⽅尚未收到的报⽂段,不需
要等待计时器的时间到期后在进⾏重传。
快恢复算法和快重传算法配合使⽤,当收到连续的三个重复确认时,将慢启动门限降低为原来的⼀半,将cwnd 设置为门限减半后的值,然后在执⾏拥塞避免算法,使得拥塞窗⼝缓慢线性的增⼤。
TCP拥塞控制算法仿真实验设计
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TCP拥塞控制算法仿真实验设计1.实验目标本实验的目标是评估不同TCP拥塞控制算法在网络中的性能表现,包括吞吐量、延迟和丢包率等指标。
通过对比不同拥塞控制算法在不同网络条件下的表现,可以选择最适合当前网络环境的算法。
2.实验环境本实验使用网络仿真软件NS3进行实验。
NS3是一种基于条件概率方法的离散事件仿真工具,可以模拟不同网络拓扑结构和协议的性能。
在实验中,可以通过NS3创建一个具有指定带宽和时延等特性的网络环境。
3.实验拓扑结构实验需要构建一个包含主机、路由器和链路的网络拓扑结构。
可以选择一个简单的星型拓扑结构,其中一个主机作为发送方,另一个主机作为接收方,之间通过路由器进行数据传输。
4.实验参数设置在实验中,需要设置一些关键参数来模拟网络环境。
包括带宽、时延、窗口大小和拥塞控制算法等参数。
可以通过修改拓扑结构和节点属性来设置这些参数。
带宽和时延可以设置为不同的值,以模拟不同网络环境条件。
例如,可以设置带宽为10Mbps,时延为10ms。
窗口大小是用来控制TCP发送方发送数据的数量。
可以设置一个初始窗口大小,然后根据拥塞控制算法的机制进行动态调整。
可以选择不同的窗口大小,然后通过NS3的相关函数进行设置。
拥塞控制算法是实验中的关键部分。
可以选择一种基本的拥塞控制算法,如慢启动和拥塞避免算法,然后通过修改其中的参数来实现不同的算法。
可以选择一种最流行的拥塞控制算法,如TCP Reno或TCP Cubic。
5.实验流程实验的流程可以分为以下几个步骤:-构建网络拓扑结构:使用NS3创建一个包含主机、路由器和链路的拓扑结构。
-设置参数:设置网络拓扑结构的相关参数,如带宽、时延、窗口大小和拥塞控制算法等。
-运行仿真:通过NS3运行仿真实验,观察数据传输过程中的性能指标,如吞吐量、延迟和丢包率等。
-数据分析:在实验结束后,需要对仿真结果进行数据分析,比较不同拥塞控制算法在不同网络环境下的性能表现。
6.实验结果评估通过对比不同拥塞控制算法在不同网络条件下的性能指标,可以评估各种算法的优缺点,并选择最适合当前网络环境的算法。
79、TCP四大拥塞控制算法总结?(极其重要)
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79、TCP四⼤拥塞控制算法总结?(极其重要)四⼤算法拥塞控制主要是四个算法:1)慢启动,2)拥塞避免,3)拥塞发⽣,4)快速恢复。
这四个算法不是⼀天都搞出来的,这个四算法的发展经历了很多时间,到今天都还在优化中。
慢热启动算法 – Slow Start所谓慢启动,也就是TCP连接刚建⽴,⼀点⼀点地提速,试探⼀下⽹络的承受能⼒,以免直接扰乱了⽹络通道的秩序。
慢启动算法:1) 连接建好的开始先初始化拥塞窗⼝cwnd⼤⼩为1,表明可以传⼀个MSS⼤⼩的数据。
2) 每当收到⼀个ACK,cwnd⼤⼩加⼀,呈线性上升。
3) 每当过了⼀个往返延迟时间RTT(Round-Trip Time),cwnd⼤⼩直接翻倍,乘以2,呈指数让升。
4) 还有⼀个ssthresh(slow start threshold),是⼀个上限,当cwnd >= ssthresh时,就会进⼊“拥塞避免算法”(后⾯会说这个算法)拥塞避免算法 – Congestion Avoidance如同前边说的,当拥塞窗⼝⼤⼩cwnd⼤于等于慢启动阈值ssthresh后,就进⼊拥塞避免算法。
算法如下:1) 收到⼀个ACK,则cwnd = cwnd + 1 / cwnd2) 每当过了⼀个往返延迟时间RTT,cwnd⼤⼩加⼀。
过了慢启动阈值后,拥塞避免算法可以避免窗⼝增长过快导致窗⼝拥塞,⽽是缓慢的增加调整到⽹络的最佳值。
拥塞发⽣状态时的算法⼀般来说,TCP拥塞控制默认认为⽹络丢包是由于⽹络拥塞导致的,所以⼀般的TCP拥塞控制算法以丢包为⽹络进⼊拥塞状态的信号。
对于丢包有两种判定⽅式,⼀种是超时重传RTO[Retransmission Timeout]超时,另⼀个是收到三个重复确认ACK。
超时重传是TCP协议保证数据可靠性的⼀个重要机制,其原理是在发送⼀个数据以后就开启⼀个计时器,在⼀定时间内如果没有得到发送数据报的ACK报⽂,那么就重新发送数据,直到发送成功为⽌。
计算机网络中的拥塞控制算法
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计算机网络中的拥塞控制算法随着互联网普及和用户数量的增加,网络拥塞问题日益严重,为了解决这一问题,拥塞控制算法应运而生。
拥塞控制是指在网络过度拥塞时,采取一定的措施来减少网络拥堵及网络的延迟,从而提高网络性能和用户体验。
本文将介绍计算机网络中常用的几种拥塞控制算法。
TCP Reno算法TCP Reno算法是TCP的一种变种,也是目前最常用的拥塞控制算法之一。
TCP Reno根据网络拥塞的程度调整数据流量,具体实现过程如下:当网络没有出现拥塞时,TCP Reno的拥塞窗口增长速度很快,每发送一个数据包就会将拥塞窗口加1,从而最大限度地利用网络带宽。
当网络出现拥塞时,TCP Reno会收到三个ACK(确认信息),说明有数据包丢失了。
此时,TCP Reno 会将拥塞窗口减小,并通过重传数据包等方法来保证数据的传输。
当网络恢复正常后,TCP Reno会逐渐增大拥塞窗口,以达到最大限度地利用网络带宽。
TCP Vegas算法TCP Vegas算法是另一种流行的拥塞控制算法。
它主要通过计算网络延迟来控制拥塞窗口大小,实现修正网络拥堵问题。
TCP Vegas通过计算网络延迟时间来调整发送对象的速度,因此当网络中的拥塞程度增加时,TCP Vegas算法会立即减小发送速度,而不是等待数据包丢失后才进行调整,从而减少了数据包的丢失率。
TCP Vegas算法的一个缺点是它缺乏流控制,导致其不能有效地限制数据发送量。
因此,在实际应用中,TCP Vegas通常与TCP Reno或其他流控制机制组合使用,以提高网络的性能和稳定性。
TCP BIC算法TCP BIC算法是基于TCP Reno和TCP Vegas算法的改进版本。
TCP BIC使用线性增长和二次降低来控制窗口拥塞。
当网络拥塞时,TCP BIC通过减小窗口大小来降低发送速度,以减少数据包的丢失率和传输时延。
与TCP Reno不同,TCP BIC通过使用线性增长和积极降低拥塞窗口,可以更好地控制网络流量。
TCP拥塞控制机制

TCP拥塞控制机制研究TCP的拥塞机制,不仅仅是想了解TCP如何的精巧,更多的是领悟其设计思想,即在⼀般情况下,我们该怎样处理问题。
⼀.拥塞的发⽣与其不可避免拥塞发⽣的主要原因:在于⽹络能够提供的资源不⾜以满⾜⽤户的需求,这些资源包括缓存空间、链路带宽容量和中间节点的处理能⼒。
由于互联⽹的设计机制导致其缺乏“接纳控制”能⼒,因此在⽹络资源不⾜时不能限制⽤户数量,⽽只能靠降低服务质量来继续为⽤户服务,也就是“尽⼒⽽为”的服务。
拥塞其实是⼀个动态问题,我们没有办法⽤⼀个静态⽅案去解决,从这个意义上来说,拥塞是不可避免的。
静态解决问题办法1:例如:增加缓存空间到⼀定程度时,只会加重拥塞,⽽不是减轻拥塞,这是因为当数据包经过长时间排队完成转发时,它们很可能早已超时,从⽽引起源端超时重发,⽽这些数据包还会继续传输到下⼀路由器,从⽽浪费⽹络资源,加重⽹络拥塞。
事实上,缓存空间不⾜导致的丢包更多的是拥塞的“症状”⽽⾮原因。
另外,增加链路带宽及提⾼处理能⼒也不能解决拥塞问题。
静态解决问题办法2:例如:我们有四台主机ABCD连接路由器R,所有链路带宽都是1Gbps,如果A和B同时向C以1Gbps的速率发送数据,则路由器R的输⼊速率为2Gbps,⽽输出速率只能为1Gbps,从⽽产⽣拥塞。
避免拥塞的⽅法只能是控制AB的速率,例如,都是0.5Gbps,但是,这只是⼀种情况,倘若D也向R发送数据,且速率为1Gbps,那么,我们先前的修正⼜是不成⽴的,⼆.流量控制早期的TCP协议只有基于窗⼝的流控制(flow control)机制,我们简单介绍⼀下,并分析其不⾜。
在TCP中,为了实现可靠性,发送⽅发出⼀个数据段之后要等待接受⽅相应的确认信息,⽽不是直接发送下⼀个分组。
具体的技术是采⽤滑动窗⼝,以便通信双⽅能够充分利⽤带宽。
滑动窗⼝允许发送⽅在收到接收⽅的确认之前发送多个数据段。
窗⼝⼤⼩决定了在收到⽬的地确认之前,⼀次可以传送的数据段的最⼤数⽬。
TCP拥塞控制算法比较
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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。
tcp协议拥塞控制算法的基本流程
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tcp协议拥塞控制算法的基本流程
TCP协议的拥塞控制算法主要包括慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复四个部分。
下面是这四个部分的基本流程:
1. 慢开始:当TCP连接建立后,拥塞窗口大小初始化为1,然后每经过一个往返时间RTT就将发送方的拥塞窗口大小乘以2,呈指数规律增长,直到达到慢开始门限ssthresh。
2. 拥塞避免:当拥塞窗口大小超过慢开始门限ssthresh后,使用拥塞避免算法,每经过一个往返时间RTT就将发送方的拥塞窗口大小加1,呈线性规律增长。
3. 快重传:如果发送方收到一个重复的ACK或者一个失序的报文段,就认为网络中可能发生了拥塞。
此时,发送方将慢开始门限ssthresh值和拥塞窗口大小调整为当前窗口值的一半,然后执行慢开始算法。
4. 快恢复:当发送方收到三个重复的ACK时,就认为网络中发生了严重拥塞。
此时,发送方将慢开始门限ssthresh值和拥塞窗口大小调整为当前窗口值的一半,然后执行拥塞避免算法。
以上是TCP协议拥塞控制算法的基本流程,主要是通过动态调整发送方的拥塞窗口大小来控制网络拥塞的发生。
tcp拥塞控制的四种算法
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tcp拥塞控制的四种算法
慢开始,拥塞避免,快重传,快恢复
1.开始时发送⽅cwnd=1,发送报⽂段M1,如果收到确认M1,那么此时增⼤cwnd=2,并发送M2,M3
2.要注意,发送⽅每收到⼀个确认报⽂段,cwnd*2(不包括缺失重传的确认)
也就是说,每经过⼀个传输伦次(RTT时间),cwnd加倍。
但是,为了防⽌拥塞窗⼝cwnd增长过⼤⽽引起⽹络拥塞,设置⼀个慢开始门限ssthresh。
1.当cwnd<ssthresh,使⽤上述的慢开始算法
2.当cwnd>ssthresh,停⽌使⽤慢开始,使⽤拥塞避免算法
3.当cwnd==ssthresh,两者都可以使⽤
1.乘法减⼩:也就是说,当拥塞避免算法增长到拥塞后,我们更新ssthresh=24/2=12,之后再重新执⾏之前的两个算法。
乘法减⼩,指的就是ssthresh减半
2.加法增⼤:指的是,开始执⾏拥塞避免算法之后,cwnd线性的进⾏增长,防⽌很快就遇到⽹络拥塞状态
重传与回复
https:///qq_41431406/article/details/97926927。
tcp 拥塞控制算法
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TCP 拥塞控制算法简介TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)是一种常用的网络传输协议,它通过可靠地将数据分割成小的数据包并在网络上进行传输来确保数据的可靠性。
然而,在网络拥塞的情况下,TCP 协议可能会导致网络性能下降或者发生丢包等问题。
为了解决这些问题,TCP 使用了拥塞控制算法。
拥塞控制算法是 TCP 协议中的一部分,它通过监测网络的拥塞程度并作出相应调整,以避免过多的数据包在网络中引起拥堵,并确保网络吞吐量和稳定性。
TCP 拥塞控制算法分类TCP 拥塞控制算法可以分为以下几种:1.慢启动(Slow Start):在建立连接时,发送方将初始窗口设置为一个较小值,并逐渐增加发送窗口大小,直到达到一个阈值。
慢启动算法可以有效地利用网络带宽,并避免在网络拥塞时引起更严重的问题。
2.拥塞避免(Congestion Avoidance):一旦发送方达到了阈值窗口大小,就会进入拥塞避免阶段。
在这个阶段,发送方将根据网络的拥塞程度动态调整发送窗口的大小,以避免引起网络拥塞。
3.快速重传(Fast Retransmit):当发送方检测到丢失的数据包时,它可以立即重传丢失的数据包,而不必等待超时计时器到期。
这样可以减少网络延迟,并更快地恢复丢失的数据包。
4.快速恢复(Fast Recovery):当发送方接收到重复的确认信息时,它会认为网络出现了拥塞,并减少发送窗口的大小。
但是,在快速恢复算法中,发送方不会完全进入慢启动阶段,而是继续以较慢的速度增加发送窗口的大小。
TCP 拥塞控制算法详解慢启动算法慢启动算法是 TCP 拥塞控制算法中最重要和最基本的一部分。
它通过逐渐增加拥塞窗口的大小来控制数据包在网络中的流量。
在慢启动算法中,发送方首先将拥塞窗口设置为一个较小值(例如1个数据包),然后每次成功接收到一个确认信息后,将拥塞窗口的大小加倍。
这样,发送方可以逐渐增加发送的数据包数量,以便有效利用网络带宽。
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TCP仿真
实验目的:仿真TCP协议中用于拥塞控制的四种算法——慢开始,拥塞避免,快速重传和快速恢复,比较快速重传和快速恢复(改进后的TCP)对于慢开始和拥塞避免(传统的TCP)的改进效果。
实验内容:参考“Development of laboratory exercises based on OPNET Modeler”的“实验四TCP仿真”,完成以下实验:
●在没有丢包的情况下,只使用慢开始和拥塞避免,观察拥塞窗口大小的变化;
●在有丢包的情况下,同时使用四种算法,观察拥塞窗口大小的变化;
●增大丢包率,比较改进前和改进后的TCP吞吐量。
问题:
(1)分析以上实验结果,给出结论。
(2)解释为什么在无线链路上运行TCP协议时最好采用改进后的TCP。
(提示:无线链路的误码率一般较高。
)
实验报告提交:
请于11月1日前提交实验报告。
助教信息:
徐浩:haox2653@
黄晓斌:xbhuang@。