网路拥塞产生的原因

网路拥塞产生的原因

总体：

1、缓冲区容量有限

2、传输线路的频带有限

3、结点处理能力有限

4、由于网络中某部分刚发生故障

拥塞是一种持续过载的网络状态，此时用户对网络资源（包括链路带宽、存储空间和处理器处理能力等）的需求超过了固有的容量。就Internet的体系结构而言，拥塞的发生是其固有的属性。因为在事先没有任何协商和请求许可机制的资源共享网络中，几个IP分组同时到达路由器，并期望经同一个输出端口转发的可能性是存在的，显然，不是所有分组可以同时接受处理，必须有一个服务顺序，中间节点上的缓存为等候服务的分组提供一定保护。然而，如果此状况具有一定的持续性，当缓存空间被耗尽时，路由器只有丢弃分组。在这种持续过载的状态下，网络性能会急剧下降。

路由器作为网络中不同流量汇聚的节点,面对网络流量的急剧增长,其承担的压力也越来

越大;而传统的尽力而为(Besteffort)的服务模式早已不能满足用户对服务质量的要求,网络拥塞的问题也越来越严重。网络发生拥塞的根本原因在于用户产生的网络负载大于网络资源容量和处理能力。导致拥塞产生的直接原因可以分为以下几点[l].

(1)存储空间不足。当几个数据流需要从同一个端口输出时,该端口需要建

立一个队列来排队处理。如果该端口没有足够的存储空间,数据分组就会被丢弃,

特别是针对突发数据流。增加数据存储空间可从一定程度上缓解这一矛盾,但如

果路由器有无限的存储空间,反而只会使拥塞问题变得更严重,因为数据包在队

列中经过长时间的排队才被转发出去时,它们早已经超时,源端会认为它们已被

丢弃,重新发送它们,但这些数据包实际上还会继续沿下一个路由器转发,从而

导致网络资源的浪费,加重网络的拥塞。

(2)带宽容量不足。网络中的低速链路是网络中的“带宽瓶颈”,当它不能满

足所有通过它的源端的带宽要求时,网络就会产生拥塞,影响网络的性能。

(3)处理器的能力不足也会造成网络拥塞。如果路由器处理器处理排队,更

新路由表等操作时,速度跟不上高速链路,就会发生网络拥塞。

产生网络拥塞的根本原因在于网络中被共享的资源有限，不能满足网络用户的要求。通过结点的存储转发的网络，其主要资源是链路的传输频带与结点中的缓存区。

简单地说，由于无空缓冲区接收新的分组产生了网络拥塞，较详细地分析网络拥塞的原因有下面几种情况：

①缓冲区容量有限。通常一个结点都连接有若干条物理链路，在链路级中为每条物理链路设置一组进程，并设置有一个公用缓冲池，通常为链路级上的诸进程所共享，此外，公用缓冲区有时还提供给分组中的进程使用。因此，在信息流量较大时，很容易发生因为无缓冲

区接收新到达的分组而“拥挤”现象。

②传输线路的频带有限。如果一个结点只具有一条输入和一条输出线，输入输出线又都具有相同的传输能力，此时不会出现什么问题。然而在单输入多输出时就会发生输入输出不匹配的情况，就可能会产生网络拥塞。

③结点处理能力有限。当一个分组到达结点时，该结点要对它作一系列的处理。如果新分组到达的速度超过了处理机对所接收分组的处理速度时，结点中的分组就会越积越多，这同样会导致该结点的所有缓冲区装满，而无缓冲区来接收新到达的分组。此外，由于网络中某部分刚发生故障，也可能会导致网络拥塞。