TCP拥塞控制四个主要过程
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进行流量控制的方法
tcp进行流量控制的方法TCP (Transmission Control Protocol) 是一种可靠的协议,用于在计算机之间传输数据。
TCP 可以在网络中通过流量控制来保证数据的传输质量和系统性能。
它可以慢慢地将数据传送到接收方的缓冲区,以保证数据传输的平稳和有效。
在本文中,我们将探讨 TCP 进行流量控制的方法。
TCP 根据接收端可用缓存容量的大小,调整数据的发送速度。
当接收端的缓存满载时,TCP 会发出一个通知,告诉发送端需要降低发送的数据速度。
这样可以避免网络拥塞,提高数据传输的效率和性能。
TCP 实现了两种流量控制机制:滑动窗口和拥塞控制。
一、滑动窗口滑动窗口是 TCP 流量控制的一个重要特征。
它控制了 TCP 协议中数据的发送速率和接收端的处理速率之间的平衡。
TCP 使用一个滑动窗口来跟踪网络中允许发送多少数据块。
滑动窗口大小由接收方控制,并且接收方会根据其可用缓存的大小来调整窗口的大小。
每当接收方成功地接收了一些数据时,他会通知发送方,发送方可以发送新的数据块。
如果接收方的可用缓存已满,发送方就会停止发送新数据,直到接收方有更多的空间可用。
滑动窗口是动态调整的,因此它可以自适应不同的网络环境和数据流。
二、拥塞控制拥塞控制是 TCP 协议另一个重要的流量控制特征。
网络拥塞会导致数据丢失、网络延迟和数据包的乱序发送等问题,从而影响数据传输的效率和性能。
TCP 通过拥塞控制机制来避免这些问题。
拥塞控制是通过发送窗口大小进行调整来实现的。
如果检测到网络拥塞,TCP 会降低发送的速度,并且减少窗口的大小。
当拥塞消失后,TCP 将逐渐增加窗口的大小,以恢复正常的数据传输速率。
TCP 的拥塞控制有四种算法:1. 慢启动算法慢启动算法是 TCP 拥塞控制的一种算法。
在开始数据传输时,TCP 会将发送窗口大小设置为一个很小的值,然后逐步增加该值以使数据传输速度能够逐步增加。
这样可以避免一开始就发送大量的数据,导致网络拥塞。
计算机网络拥塞控制基础知识试题及
计算机网络拥塞控制基础知识试题及答案剖析一、选择题1. 拥塞控制的目的是()。
A. 提高网络传输速率B. 提高网络传输质量C. 防止网络拥塞D. 增加网络带宽2. 拥塞控制算法不适用于()。
A. TCPB. UDPC. IPD. HTTP3. 拥塞窗口是用来()。
A. 传输数据包的窗口大小B. 控制传输速率的窗口大小C. 防止网络拥塞的窗口大小D. 正在传输的数据包序号4. 慢启动算法用于()。
A. 增加发送窗口大小B. 减小发送窗口大小C. 增加拥塞窗口大小D. 减小拥塞窗口大小5. 拥塞避免算法中,拥塞窗口的值在()时减半。
A. 超时发生时B. 收到重复确认时C. 拥塞窗口达到阈值时D. 发生拥塞时二、简答题1. 什么是拥塞控制?拥塞控制的目的是什么?答:拥塞控制是指在一个网络中,根据网络负载情况和拥塞程度,采取一系列控制措施,以确保网络传输的效率和可靠性。
拥塞控制的目的是防止拥塞的发生和发展,提高网络的传输质量和稳定性。
2. 简要描述TCP拥塞控制的过程。
答:TCP拥塞控制的过程主要包括慢启动、拥塞避免和快速恢复。
首先,在慢启动阶段,TCP发送方将发送窗口的大小从1开始以指数增加的方式增加,以探测当前网络的可用带宽;当拥塞窗口达到一个阈值时,进入拥塞避免阶段,发送窗口将以线性增加的方式增加;当网络出现拥塞时,检测到丢包或超时发生时,发送窗口大小将减半,进入快速恢复阶段;在快速恢复阶段,通过接收到的冗余确认报文来重构发送窗口,快速恢复到之前的发送速率。
3. 请说明拥塞窗口和发送窗口的概念,并简要描述它们在拥塞控制中的作用。
答:拥塞窗口是指发送方允许发送的数据量,它是TCP发送方根据网络拥塞程度和负载情况动态调整的窗口大小。
发送窗口是指发送方等待对方确认的序号范围,它取决于拥塞窗口大小和接收窗口大小。
在拥塞控制中,拥塞窗口的大小用来控制发送速率,避免网络拥塞;发送窗口的大小则用来控制发送方发送数据的量,以匹配接收方的接收能力和网络状况。
TCP拥塞控制算法理论及调优实践
TCP拥塞控制算法理论及调优实践TCP(Transmission Control Protocol)是当前Internet上最重要的传输协议之一,其主要特点是提供了可靠的数据传输服务。
然而,在高负载情况下,TCP数据传输过程中容易出现拥塞现象,导致网络性能下降、数据丢失等问题。
因此,TCP拥塞控制算法成为网络性能优化中的重要一环。
TCP拥塞控制算法的原理TCP拥塞控制算法主要基于网络反馈机制实现,在网络出现拥塞时,TCP协议会相应地降低发送数据的速度,以此来缓解网络负载压力。
TCP拥塞控制算法主要包括四种基本算法:Slow Start、Congestion Avoidance、Fast Retransmit和Fast Recovery。
Slow Start算法是TCP拥塞控制算法中最基本的算法之一,其主要原理是当TCP协议开始发送数据时,先以一个较小的速率进行发送,逐渐递增发送速率,同时不断根据网络反馈调整发送速率,直到网络达到拥塞阈值时,TCP协议则根据反馈信息逐渐降低发送速率,以缓解网络拥塞压力。
Congestion Avoidance算法主要是在Slow Start算法的基础上进一步进行优化,其主要想法是当网络出现拥塞时,不仅仅是降低发送速率,同时也要通过降低拥塞窗口大小来减少拥塞现象的发生。
Fast Retransmit算法主要是当发送方在经过一段时间后始终没有收到确认数据包时,则会认为数据包已经丢失,此时会立即重发数据包以避免数据包过多地停留在网络中发生拥塞现象。
这种方式可以大大缩短丢包重传的时间,提高数据传输的时效性。
Fast Recovery算法主要是在Fast Retransmit中进一步进行优化,当收到重复的确认数据包时,TCP协议会认为数据包已经被正确接收,此时会立即完成重传操作并根据网络反馈情况以逐渐增加发送速率的方式来提高数据传输效率。
TCP拥塞控制算法的调优实践TCP拥塞控制算法的调优是一项非常复杂的工作,需要综合考虑网络拓扑结构、流量类型、网络负载情况等多个因素。
最新计算机网络复习题+全部答案(选择题除外)
二、判断题,正确打√、错误打×。
(只判断对错,每题1分,共10分)1、( T )136.203.250.38是一个B类IP地址2、( T )DNS是指域名服务3、( F )10Base5中,任意两个站点之间的最大距离是2500米。
4、( F )一个共享网络中,信道带宽100M,如果有4个工作站点同时在工作,则每个站点的平均使用带宽仍为100M6、( F )在数据报服务中,每个数据报都要带有完整的源和目的地的地址,而且能够保证按顺序交付。
9、(T )路由器的三层技术由软件实现,而第三层交换机的三层技术由硬件实现。
T10、ICMP 和IGMP 与IP层是同层协议。
F11、IP地址表示一种连接方式,所以不能唯一确定一台主机。
12、连接服务一定提供无差错服务。
T13、MAC地址具有唯一性。
T14、交换机工作在数据链路层。
T15、同样带宽下改进编码方式就能增大信道容量。
F16、TCP提供无连接的数据传输服务。
F17、无盘站使用ARP协议获取主机的IP地址。
F18、TTL记录数据包在网络上传输的时间。
F19、因为IP协议是面向连接的,所以上层的TCP协议能提供面向连接服务()F20、INTERNET中的每个网络每次传输的数据包大小为64KF21、TCP/IP协议是严格的分层协议。
F22、一个路由器将数据报转发给另一个路由器时,下一跳地址也包含在数据报头部。
F23、传输层负责主机到主机的数据传递。
()F24、网络层负责应用程序之间的数据传递。
()F25、当采用数据报服务时,负责端到端的流量控制的是主机和通信子网。
()T26、SDLC、HDLC和LLC都是在OSI模型的数据链路层上进行操作的协议。
()F27、进行网络通信时当数据分组从低层向高层传送时,分组的头要被加上。
()T28、码元率的单位是波特/秒。
()F29、RFC是Request For Comment的缩写。
()F30、地址为202.112.2.10的主机,属于B类网络。
浅探网络1---tcp协议详解(三次握手和四次挥手)
浅探⽹络1---tcp协议详解(三次握⼿和四次挥⼿)TCP协议是⽹络多层协议中运输层的最重要的协议之⼀,运输层是两台主机的进程之间的通信。
除了TCP还有⼀个是UDP协议(⽤户数据包协议)TCP全称是Transmission Control Protocol,意思是传输控制协议⼀、TCP简介1.TCP协议两个对等运输实体之间进⾏传送的数据单位是:TCP报⽂段2.TCP提供的是⾯向连接的服务,在传送数据之前必须建⽴连接,数据传送完成之后需要关闭连接,TCP只可点对点,不可⼴播或多播,TCP连接是可靠的运输服务。
3.TCP的⼯作⽅式类似于打电话,打电话之前需要先拨号(号码就是连接的IP+端⼝号)连接,通话结束之后关闭连接4.TCP提供可靠交付,即TCP传输的数据⽆差错、不丢失、不重复且有序5.TCP⽀持全双⼯通信,即通信双⽅可随时发送数据,发送⽅发送完数据会先放到发送缓存中,发送⽅发送完毕就可以⼲别的事去了,TCP 会在合适的时机将数据发送给接受⽅,接收⽅接收到数据会先把数据放到接收缓存中,应⽤程序会在合适的时机在缓存中获取数据。
6.TCP是⾯向字节流的,流⼊到进程或从进程中流出的是字节序列。
⽽发送时和接收时除了传输的业务数据,可能还会额外加⼀些字节数据,⽤于发送⽅和接收⽅处理。
⽐如在微信聊天中需要提醒接收⽅会添加@XXX,⽽接收⽅只需要接收有⽤信息,@信息是和业务⽆关的。
7.TCP连接的双⽅不是两个主机、不是两个IP地址、不是两个应⽤程序、⽽是两个套接字,每个套接字socket=(IP地址:端⼝号),每⼀个TCP连接必须有唯⼀的两个套接字,即TCP连接={套接字1,套接字2}={(IP1,port1),(IP2,port2)}⼆、TCP三次握⼿和四次挥⼿TCP是⾯向连接的协议,所以协议的基础就是需要有连接,⽽发起连接的⼀⽅可以称为客户端,等待连接的⼀⽅可以称为服务端。
⽽TCP建⽴连接的过程称为握⼿,每次握⼿客户端和服务器之前需要交换三个报⽂段,因此也叫做“三次握⼿”。
tcp拥塞控制原理
tcp拥塞控制原理
TCP拥塞控制原理是指在网络拥塞的情况下,TCP协议通过控制
发送窗口大小,从而控制网络流量的过程。
TCP拥塞控制算法的主要目标是在网络拥塞时控制数据的发送,以避免网络的拥塞进一步加剧,导致网络性能的下降和数据包的丢失。
TCP拥塞控制算法主要包括四种:慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复。
其中,慢启动算法是TCP拥塞控制算法的核心算法,它通过逐渐增加发送窗口的大小来控制数据的发送速率,以适应网络的拥塞程度。
而拥塞避免算法则是为了防止网络发生拥塞而采取的一种措施,它通过减小发送窗口的大小来控制数据的发送速率。
快速重传算法是一种在网络拥塞时快速重传丢失的数据包的算法,它通过重复发送丢失的数据包来保障数据的可靠传输。
而快速恢复算法则是快速重传算法的改进版本,它通过逐渐增加发送窗口的大小来控制数据的发送速率。
总之,TCP拥塞控制原理是保障网络传输的可靠性和稳定性的关键之一,也是网络性能优化的重要方向之一。
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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。
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。
TCPUDP协议面试题
TCP/UDP协议面试题1.TCP和UDP的区别是什么?答:TCP是面向连接的协议,需要建立连接才能传输数据。
而UDP是无连接的协议,直接发送数据包。
TCP提供可靠的数据传输服务,通过滑动窗口机制进行流量控制和错误纠正。
UDP则不保证数据的可靠传输,数据可能丢失、重复或乱序。
2.TCP三次握手的过程是什么?答:TCP三次握手的过程包括:客户端发送SYN报文,服务器发送SYN+ACK报文,客户端发送ACK报文。
这样,客户端和服务器之间就建立了一个TCP连接。
3.TCP的四次挥手过程是什么?答:TCP的四次挥手过程包括:客户端发送FIN报文,服务器发送ACK报文;服务器发送FIN报文,客户端发送ACK报文;客户端发送FIN报文,服务器发送ACK报文;服务器发送FIN报文,客户端发送ACK报文。
这样,客户端和服务器之间的连接就关闭了。
4.TCP的窗口大小是如何确定的?答:TCP的窗口大小是根据接收窗口和拥塞窗口的大小来确定的。
接收窗口大小是由接收端决定,而拥塞窗口大小是由发送端和接收端共同决定。
5.TCP的流量控制机制是什么?答:TCP的流量控制机制是通过滑动窗口机制实现的。
当接收端缓冲区满了,发送端就会停止发送数据,等待接收端发送ACK报文。
当接收端缓冲区空了,发送端就会继续发送数据。
6.TCP的拥塞控制机制是什么?答:TCP的拥塞控制机制是通过拥塞避免算法、慢开始算法、快重传算法和快恢复算法来实现的。
这些算法可以有效地控制网络拥塞,提高数据传输的效率。
7.UDP的主要特点是什么?答:UDP的主要特点是简单、高效、无连接。
它不需要建立连接就可以直接发送数据包,因此比TCP更快。
但是,UDP不保证数据的可靠传输,可能会出现数据丢失、重复或乱序的情况。
8.UDP的主要应用场景是什么?答:UDP的主要应用场景包括视频流、音频流、网络游戏等。
这些应用场景需要快速的数据传输,对数据的可靠性要求不高。
9.UDP和TCP的区别是什么?答:UDP是无连接的协议,而TCP是面向连接的协议。
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。
深入理解TCP协议及其源代码-拥塞控制算法分析
深⼊理解TCP协议及其源代码-拥塞控制算法分析这是我的第五篇博客,鉴于前⾯已经有很多⼈对前四个题⽬如三次握⼿等做了很透彻的分析,本博客将对拥塞控制算法做⼀个介绍。
⾸先我会简要介绍下TCP协议,其次给出拥塞控制介绍和源代码分析,最后结合源代码具体分析拥塞控制算法。
⼀、TCP协议1.TCP协议产⽣背景:互联⽹络与单个⽹络有很⼤的不同,因为互联⽹络的不同部分可能有截然不同的拓扑结构、带宽、延迟、数据包⼤⼩和其他参数,且不同主机的应⽤层之间经常需要可靠的、像管道⼀样的连接,但是IP层不提供这样的流机制,⽽是提供不可靠的包交换。
2.TCP是能够动态地适应互联⽹络的这些特性,⽽且具备⾯对各种故障时的健壮性,且能够在不可靠的互联⽹络上提供可靠的端到端字节流⽽专门设计的⼀个传输协议。
3.TCP作⽤原理过程:应⽤层向TCP层发送⽤于⽹间传输的、⽤8位字节表⽰的数据流,然后TCP把数据流分区成适当长度的报⽂段(通常受该计算机连接的⽹络的数据链路层的最⼤传输单元(MTU)的限制)。
之后TCP把结果包传给IP层,由它来通过⽹络将包传送给接收端实体的TCP层。
TCP为了保证不发⽣丢包,就给每个包⼀个序号,同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。
然后接收端实体对已成功收到的包发回⼀个相应的确认(ACK);如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认,那么对应的数据包就被假设为已丢失将会被进⾏重传。
TCP⽤⼀个校验和函数来检验数据是否有错误;在发送和接收时都要计算校验和。
4.TCP协议作⽤过程的7个要点:数据分⽚、到达确认、超时重发、滑动窗⼝、失序处理、重复处理、数据校验(具体可参见百度百科对TCP的解释)5.TCP⾸部格式图:⼏个重要参数解释如下:紧急 URG —— 当 URG =1 时,表明紧急指针字段有效。
它告诉系统此报⽂段中有紧急数据,应尽快传送(相当于⾼优先级的数据)。
确认 ACK —— 只有当 ACK = 1 时确认号字段才有效。
拥塞控制的主要工作过程
拥塞控制的主要工作过程拥塞控制是计算机网络中的一个重要问题,主要目的是确保网络的稳定性和可靠性,避免网络拥塞情况下带来的性能下降和数据传输延迟。
拥塞控制涉及到多个环节和过程,下面将一步一步回答拥塞控制的主要工作过程。
第一步:拥塞检测拥塞检测是拥塞控制的第一步。
网络中的拥塞通常是由于网络负载过重、带宽不足、路由器缓冲区溢出等原因引起的。
为了检测网络是否发生拥塞,常用的方法有两种:主动检测和被动检测。
主动检测是指网络设备周期性地发送测试数据包来检测网络的负载情况;被动检测则是基于收到的数据包的延迟、丢包等指标来判断是否发生拥塞。
第二步:拥塞通知一旦发现网络发生拥塞,拥塞控制的第二步就是通知网络中的各个节点。
通知的方式有多种,其中一种常用的方式是发送拥塞通知报文。
这些报文中包含有关拥塞状态、拥塞程度和其他相关信息,通常被发送给发送方的源节点。
源节点在收到拥塞通知后,会根据不同的策略进行相应的调整。
第三步:拥塞窗口减小拥塞控制的第三步是减小拥塞窗口,以减少数据的发送速率。
拥塞窗口用于控制发送方可以发送的数据包数量。
当网络发生拥塞时,发送方会根据接收到的拥塞通知进行调整,减少拥塞窗口的大小,从而降低数据的发送速率。
第四步:拥塞避免拥塞控制的第四步是拥塞避免。
这一步是为了防止拥塞出现在下一个发送周期,采取的策略是根据网络状态动态修改拥塞窗口的大小。
常用的拥塞避免算法包括慢开始和拥塞避免(TCP Reno)等。
第五步:拥塞恢复当网络发生拥塞时,为了恢复网络的正常运行,需要进行拥塞恢复操作。
拥塞恢复的主要目标是快速找到网络中的拥塞点并采取相应的措施,恢复网络的稳定性和可靠性。
拥塞恢复的方法包括减小数据发送速率、路由调整、增加网络带宽等。
第六步:拥塞控制算法的选择网络中存在多种拥塞控制算法,根据不同的网络环境和需求,可以选择合适的算法进行拥塞控制。
常见的拥塞控制算法包括TCP、UDP等。
总结:拥塞控制的主要工作过程包括拥塞检测、拥塞通知、拥塞窗口减小、拥塞避免、拥塞恢复和拥塞控制算法的选择。
79、TCP四大拥塞控制算法总结?(极其重要)
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。
TCP的拥塞控制
TCP的拥塞控制1.引⾔计算机⽹络中的带宽、交换结点中的缓存和处理机等,都是⽹络的资源。
在某段时间,若对⽹络中某⼀资源的需求超过了该资源所能提供的可⽤部分,⽹络的性能就会变坏。
这种情况就叫做拥塞。
拥塞控制就是防⽌过多的数据注⼊⽹络中,这样可以使⽹络中的路由器或链路不致过载。
拥塞控制是⼀个全局性的过程,和流量控制不同,流量控制指点对点通信量的控制。
2.慢开始与拥塞避免发送⽅维持⼀个叫做拥塞窗⼝cwnd(congestion window)的状态变量。
拥塞窗⼝的⼤⼩取决于⽹络的拥塞程度,并且动态地在变化。
发送⽅让⾃⼰的发送窗⼝等于拥塞窗⼝,另外考虑到接受⽅的接收能⼒,发送窗⼝可能⼩于拥塞窗⼝。
慢开始算法的思路就是,不要⼀开始就发送⼤量的数据,先探测⼀下⽹络的拥塞程度,也就是说由⼩到⼤逐渐增加拥塞窗⼝的⼤⼩。
这⾥⽤报⽂段的个数的拥塞窗⼝⼤⼩举例说明慢开始算法,实时拥塞窗⼝⼤⼩是以字节为单位的。
如下图:当然收到单个确认但此确认多个数据报的时候就加相应的数值。
所以⼀次传输轮次之后拥塞窗⼝就加倍。
这就是乘法增长,和后⾯的拥塞避免算法的加法增长⽐较。
为了防⽌cwnd增长过⼤引起⽹络拥塞,还需设置⼀个慢开始门限ssthresh状态变量。
ssthresh的⽤法如下:当cwnd<ssthresh时,使⽤慢开始算法。
当cwnd>ssthresh时,改⽤拥塞避免算法。
当cwnd=ssthresh时,慢开始与拥塞避免算法任意。
拥塞避免算法让拥塞窗⼝缓慢增长,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。
这样拥塞窗⼝按线性规律缓慢增长。
⽆论是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(其根据就是没有收到确认,虽然没有收到确认可能是其他原因的分组丢失,但是因为⽆法判定,所以都当做拥塞来处理),就把慢开始门限设置为出现拥塞时的发送窗⼝⼤⼩的⼀半。
然后把拥塞窗⼝设置为1,执⾏慢开始算法。
网络tcp的名词解释
网络tcp的名词解释一、概述网络TCP(Transmission Control Protocol)是一种在计算机网络中广泛使用的传输层协议。
TCP能够提供可靠的、面向连接的通信,确保数据在网络中的可靠传输。
本文将对网络TCP的相关名词进行解释和说明。
二、TCP连接1. 三次握手三次握手是TCP连接建立的过程,使通信双方能够同步序列号和确认号,确保建立稳定的连接。
通信双方通过发送和确认SYN(同步)和ACK(确认)标志来进行握手,以确保双方都准备好进行数据传输。
2. 四次挥手四次挥手是TCP连接的关闭过程,通信双方通过发送和确认FIN(结束)和ACK(确认)标志来逐步关闭连接。
四次挥手过程保证了双方都完成了数据传输,避免信息丢失和连接异常。
三、TCP报文段1. TCP报文段头部TCP报文段头部包含了各种控制标记和用于传输控制的字段,如序列号、确认号、窗口大小等。
头部的长度为20到60字节,取决于选项字段的数量和大小。
2. 序列号序列号用于标识数据报文段中第一个字节的位置,使接收方能够按正确的顺序重组数据。
序列号在建立连接时进行协商,并在数据传输过程中递增。
3. 确认号确认号用于通知发送方已成功接收到的字节数,确保数据的可靠传输。
确认号在接收方收到数据后进行回应,并随着传输的进行不断变化。
四、拥塞控制TCP拥塞控制是保证网络传输效率和稳定性的重要机制,防止网络拥塞和数据丢失。
其中,拥塞窗口和慢启动是TCP拥塞控制的核心概念。
1. 拥塞窗口拥塞窗口是发送方用来控制发送速率的参数,表示发送方可以连续发送的数据量。
通过控制拥塞窗口,TCP能够调整发送速率,防止数据的拥塞和丢失。
2. 慢启动慢启动是TCP连接初始化时的一种传输策略,通过逐渐增加发送窗口的大小,实现网络传输的平稳过渡和数据拥塞的避免。
慢启动在连接刚建立时开始,并在每个传输轮次中根据网络拥塞的状况进行调整。
五、流量控制TCP流量控制是为了保证接收方能够按照自身处理能力接收数据而进行的控制机制。
tcp协议拥塞控制算法的基本流程
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的拥塞控制机制
tcp的拥塞控制机制TCP的拥塞控制机制是指在网络传输过程中,通过一系列算法和控制策略来避免网络拥塞和保持网络的稳定性。
本文将从TCP拥塞控制机制的基本原理、具体算法以及应用场景等方面进行介绍和分析。
一、TCP拥塞控制机制的基本原理TCP拥塞控制机制的基本原理是通过检测网络拥塞的程度,并根据检测结果采取相应的控制策略来调整数据的发送速率,以保持网络的稳定性和可靠性。
其基本原理包括以下几个方面:1.1 慢启动:当TCP连接刚建立时,发送方将初始拥塞窗口设置为一个较小的值,然后随着时间的推移逐渐增加发送窗口的大小,以逐步探测网络的容量。
这样可以避免在网络刚启动时出现大量数据的拥塞。
1.2 拥塞避免:一旦网络出现拥塞,TCP发送方将根据网络的拥塞程度来调整发送窗口的大小。
具体而言,TCP发送方会根据网络丢包的情况来判断网络拥塞的程度,并相应地减小发送窗口的大小,以降低数据的发送速率。
1.3 快速重传和快速恢复:当TCP发送方检测到丢包时,它会立即重传丢失的数据包,而不是等待超时后再进行重传。
此外,TCP发送方还会根据收到的重复确认来判断网络的拥塞情况,并相应地调整发送窗口的大小,以快速恢复数据的发送速率。
二、TCP拥塞控制算法TCP拥塞控制机制主要通过以下几种算法来实现:2.1 慢启动算法:慢启动算法通过逐渐增加发送窗口的大小来控制数据的发送速率,以避免在网络启动时出现拥塞。
具体而言,慢启动算法将初始拥塞窗口设置为一个较小的值,然后每经过一个往返时间(RTT),发送窗口的大小就翻倍,直到达到一个阈值。
2.2 拥塞避免算法:拥塞避免算法主要通过线性增加发送窗口的大小来控制数据的发送速率,以避免网络拥塞。
具体而言,拥塞避免算法将发送窗口的大小每经过一个RTT就增加一个MSS大小,直到达到一个阈值。
2.3 快速重传算法:快速重传算法主要通过接收到的重复确认来判断网络的拥塞情况,并及时重传丢失的数据包,以提高数据的传输效率。
计算机网络拥塞控制综述
6科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI O N2008N O .03SC I ENC E &TEC HN OLO GY I NFO RM ATI O NI T 技术计算机网络拥塞控制综述林开司佘东(广西师范大学物理与电子工程学院桂林541004)摘要:随着计算机网络的快速发展,人们对网络资源的要求越来越高,尤其是近年来如语音,图像等多媒体流在网络上大量涌现,网络拥塞问题也随之变得严重.本文将阐述目前基于TC P/I P 协议的几种典型拥塞控制算法,并指出其优缺点,同时给出两种拥塞控制方法的比较。
关键词:拥塞控制TC P/I P 协议中图分类号:TP393文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2008)01(c)-0106-021引言网络拥塞是当今网络中一个比较突出和严重的问题,拥塞控制便显得很重要。
当用户对网络资源的需求大于网络本身的提供时就发生拥塞。
其表现为数据包分组延时增加,丢弃数增多,上层应用性能下降等。
拥塞产生与以下因素有关:(1)网络带宽不足。
(2)存储空间不够。
(3)处理器处理能力弱。
但单一的增加带宽,扩大存储空间和提高处理能力,并不能解决拥塞问题,相反可能会出现更严重的拥塞,所以在网络中要进行必要的拥塞控制。
根据拥塞控制在网络层中的位置,将拥塞控制分为两类,一类是基于源端的T CP 拥塞控制,一类是基于网络的I P 拥塞控制(主要在路由器中)。
随着如图像,语音等多媒体流的大量涌现,基于源端的T CP 拥塞控制已显得力不从心,那么网络本身也有必要参与到拥塞控制中来。
因此近年来将基于源端的T CP 拥塞控制和基于网络的拥塞避免机制结合起来成为解决拥塞的主要途径之一。
2TC P 拥塞控制算法2.1从20世纪80年代,就有很多专家学者做了大量关于T CP 源端的拥塞控制研究,并取得重要成就,不断改进T CP 控制算法的缺陷。
相继出现了以下几个版本:TCP Ta he o [2],TCP R e no [4],Sa c k [5],Ne w Reno [6],V e ga s [3]等。
拥塞控制算法
通信量整形
目标:迫使分组按照预定的速率进入网中 漏桶算法 基本思想:
在主机和网络之间接入一个“漏桶”。 无论主机以多大的速率发送分组,“漏桶”中的分组总
于是有令牌桶算法,特点: 令牌桶中装的不是分组而是令牌。 桶中每隔Δt时间产生出一个令牌,当桶装满后, 随后产生的令牌就被丢弃。 分组在桶外的缓冲区中等待发送,桶中有多少个令 牌就允许发送多少个分组。(也可以规定:一个令 牌表示允许发送 k 个字节) 每个令牌用后即销毁,当桶中没有令牌时必须停止 发送。
Vegas 算法以RTT 的变化作为拥塞信号,调节源端 的发送速率。如果发现RTT 变大,Vegas 就认为网 络发生拥塞,开始减小cwnd;如果RTT 变小, Vegas 则解除拥塞,再次增加cwnd。这样,在理想 情况下,cwnd 值会稳定在一个合适的范围内。 Vegas 的重传策略与上述算法也不同,它是在收到 一个重复ACK 后,比较数据包发出的时间和当前时 间,然后决定是否重发。这样能更及时地重传丢失 的数据包,提高响应速度。该算法采用RTT 的改变 来判断网络的可用带宽,能较好的预测网络带宽的 使用情况,其公平性、效率cwnd 的方法,可以防止 TCP 在启动一个连接时向网络发送过多的数据包 而造成不必要的数据丢失和网络拥塞,并且它还 能够避免采用单纯的AIMD 算法造成的吞吐量增 加过慢的问题
为了防止cwnd 的无限制增长引起网络拥塞,引入 一个状态变量:慢启动阈值ssthresh
网络
漏桶的本质
就是一个固定长度的分组队列,主机发送的 每一个分组都加入到队列中排队,如果队列满则 分组被丢弃,同时队列按照约定的速率向网络发 送分组。
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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。
同时将ssthresh设置为当前cwnd值的一半,并且将cwnd减为原先的一半。
快速恢复是基于“管道”模型(pipe model)的“数据包守恒”的原则(conservation of packets principle),即同一时刻在网络中传输的数据包数量是恒定的,只有当“旧”数据包离开网络后,才能发送“新”数据包进入网络。
如果发送方收到一个重复的ACK,则认为已经有一个数据包离开了网络,于是将拥塞窗口加1。
如果“数据包守恒”原则能够得到严格遵守,那么网络中将很少会发生拥塞;本质上,拥塞控制的目的就是找到违反该原则的地方并进行修正。
经过十多年的发展,目前TCP协议主要包含有四个版本:TCP Tahoe、TCP Reno、TCP NewReno 和TCP SACK。
TCP Tahoe是早期的TCP版本,它包括了3个最基本的拥塞控制算法-“慢启动”、“拥塞避免”和“快速重传”。
TCP Reno在TCP Tahoe基础上增加了“快速恢复”算法。
TCP NewReno对TCP Reno中的“快速恢复”算法进行了修正,它考虑了一个发送窗口内多个数据包丢失的情况。
在Reno 版中,发送端收到一个新的ACK后旧退出“快速恢复”阶段,而在NewReno版中,只有当所有的数据包都被确认后才退出“快速恢复”阶段。
TCP SACK关注的也是一个窗口内多个数据包丢失的情况,它避免了之前版本的TCP重传一个窗口内所有数据包的情况,包括那些已经被接收端正确接收的数据包,而只是重传那些被丢弃的数据包。