【文章內(nèi)容簡介】 選擇最大的窗口尺寸，這意味著許多廣域網(wǎng)連接的完整容量永遠(yuǎn)也不會被完全利用。因此，TCP協(xié)議可能導(dǎo)致廣域網(wǎng)性能的惡化，甚至在帶寬 仍然非常充足時，性能的惡化也在所難免。同樣，重傳也會嚴(yán)重影響TCP的性能，要知道1%的包丟失可能導(dǎo)致最多80%的性能損失。TCP應(yīng)當(dāng)基于系統(tǒng)可用帶寬時延積（BDP，Bandwidth Delay Product）設(shè)定合適的接收方窗口大小。接收方通知窗口應(yīng)當(dāng)至少同BDP一樣大，否則接收方的TCP層將對最大可用帶寬造成限制。該技術(shù)可以自行選擇TCP窗口的大小，從而實現(xiàn)最高的傳輸速率并在廣域網(wǎng)連接發(fā)生包丟失時 將重傳數(shù)據(jù)包的數(shù)量減至最小。通知窗口應(yīng)當(dāng)盡可能地設(shè)大一些，使得所有的可用帶寬都有可能使用；但如果通知窗口比BDP大太多，也可能因為緩存溢出和隨后的TCP重傳導(dǎo)致性能惡化。因而，通知窗口應(yīng)當(dāng)比BDP稍大，一方面充分使用容量，另一方面也不會損害到網(wǎng)絡(luò)處理擁塞和丟報恢復(fù)的能力。TCP Fast Start也是一種算法，它可以加速TCP發(fā)送窗口的增長速度，從而實現(xiàn)了可用帶寬的快速利用。 選擇性確認(rèn)TCP連接期間，接收方將最后一個成功接收報文段的序號包含進(jìn)ACK中，此即累積性確認(rèn)。一般而言，選擇性ACK（SACK，Selective Acknowledgement）則是可選項，它允許接收方向發(fā)送方通知所有數(shù)據(jù)段的傳輸狀態(tài)。這樣，發(fā)送方就可以有選擇地重傳，而不是僅僅重傳第一個丟失分組并等待下一個ACK（一個RTT）來接收新的丟失信息。 在具有較大BDP通道時，SACK更能發(fā)揮作用，有研究結(jié)果表明它適合于具有中等丟失率（低于窗口大小的50%）的長延遲網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。這使得SACK比較適合于無線鏈路。但其不足在于它會稍微加大報頭的尺寸（最多增添8byte），且其使用需要客戶機(jī)、服務(wù)器兩端的支持。 Split TCPTCP連接跨越廣域網(wǎng)時，廣域網(wǎng)上跳數(shù)多，路由變化頻繁，會對TCP連接的性能造成不良影響。為了提高TCP連接的吞吐率，提出Split TCP（即TCP代理）的解決思路。具體地說就是在TCP端到端連接中設(shè)置代理，將一條完整的長路經(jīng)切割成多條段路徑，針對每一條短路徑分別建立TCP連接。這樣可以提高TCP連接的吞吐量，同時也可以改善TCP建立的3次握手過程的性能。連接建立分要經(jīng)過三次握手過程：1. 客戶端發(fā)送一個SYN段到指明客戶打算連接的服務(wù)器的端口，報文段中要設(shè)置客戶端初始序號。2. 服務(wù)器發(fā)回包含服務(wù)器的初始序號的SYN報文段作為應(yīng)答。同時，將確認(rèn)序號設(shè)置為客戶的初始序號加1,并設(shè)置ACK位標(biāo)志報文段為確認(rèn)報文段。3. 客戶端必須將確認(rèn)序號設(shè)置為服務(wù)器初始序號加1,對服務(wù)器的SYN報文段進(jìn)行確認(rèn)。 全局維護(hù)一個初始序號種子，這個初始序號為隨時產(chǎn)生的32位整數(shù)。連接建立的超時和重傳初始值為3秒，超時采用指數(shù)退避算法，3秒超時后超時值為6秒，然后是12秒，24秒……。連接建立最長時間限制為75秒。圖6 Split TCP QoS原理介紹 模型1. BestEffort模型BestEffort是一個單一的服務(wù)模型，也是最簡單的服務(wù)模型。應(yīng)用程序可以在任何時候發(fā)出任意數(shù)量的報文，而且不需要事先獲得批準(zhǔn)，也不需要通知網(wǎng)絡(luò)。對BestEffort服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，盡最大的可能性來發(fā)送報文，但對時延可靠性等性能不提供任何保證。2. InterServ模型該模型使用資源預(yù)留（RSVP）協(xié)議，RSVP運(yùn)行在從源端到目的端的每個路由器上，負(fù)責(zé)請求/預(yù)留資源。InterServ模型能夠在IP網(wǎng)上提供端到端的QOS保證。但是，InterServ模型對路由器的要求很高，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流數(shù)量很大時，路由器的存儲和處理能力會遇到很大的壓力。3. DiffServ模型區(qū)分服務(wù)（DiffServ）是IETF工作組為了克服InterServ的可擴(kuò)展性差在1998年提出的另一個服務(wù)模型，目的是制定一個可擴(kuò)展性相對較強(qiáng)的方法來保證IP的服務(wù)質(zhì)量。在DiffServ模型中，業(yè)務(wù)流被劃分成不同的差分服務(wù)類。一個業(yè)務(wù)流的差分服務(wù)類由其IP包頭中的差分服務(wù)標(biāo)記字段（Different Service Code Point，簡稱DSCP）來表示。在實施DiffServ的網(wǎng)絡(luò)中，每一個路由器都會根據(jù)數(shù)據(jù)包的DSCP字段執(zhí)行相應(yīng)的PHB(Per Hop Behavior)行為，主要包括以下三類PHB：n Expedited Forwarding (EF)：主要用于低延遲、抖動和丟包率的業(yè)務(wù)，這類業(yè)務(wù)一般運(yùn)行一個相對穩(wěn)定的速率，需要在路由器中進(jìn)行快速轉(zhuǎn)發(fā)；n Assured Forwarding (AF)：這類業(yè)務(wù)在沒有超過最大允許帶寬時能夠確保轉(zhuǎn)發(fā)，一旦超出最大允許帶寬，則允許根據(jù)不同的丟棄級別丟棄報文。AF確保轉(zhuǎn)發(fā)類將轉(zhuǎn)發(fā)行為分為4類，每一個確保轉(zhuǎn)發(fā)類都被分配了不同的帶寬資源，并對應(yīng)3個不同的丟棄優(yōu)先級。IETF建議使用4個不同的隊列分別傳輸AF1x、AF2x、AF3x、AF4x業(yè)務(wù)，并且每個隊列提供3種不同的丟棄優(yōu)先級，因此可以構(gòu)成12個有保證轉(zhuǎn)發(fā)的PHB。n Best Effort (BE)：盡力轉(zhuǎn)發(fā)，主要用于對時延、抖動和丟包不敏感的業(yè)務(wù)。目前，基于DiffServ模型的QoS服務(wù)是業(yè)界主流。下面將簡單介紹一些基于DiffServ模型的QoS技術(shù)。 QoS技術(shù)介紹1. 流量分類和標(biāo)記報文分類是將報文劃分為多個優(yōu)先級或多個服務(wù)類，如使用IP報文頭的ToS（Type of service，服務(wù)類型）字段的前三位（即IP優(yōu)先級）來標(biāo)記報文，可以將報文最多分成8類；若使用DSCP（Differentiated Services Codepoint，區(qū)分服務(wù)編碼點，ToS域的前6位），則最多可分成64類。在報文分類后，就可以將其它的QoS特性應(yīng)用到不同的分類，實現(xiàn)基于類的擁塞管理、流量整形等。2. 擁塞管理擁塞管理是指網(wǎng)絡(luò)在發(fā)生擁塞時，如何進(jìn)行管理和控制。處理的方法是使用隊列技術(shù)。將所有要從一個接口發(fā)出的報文 進(jìn)入多個隊列，按照各個隊列的優(yōu)先級進(jìn)行處理。不同的隊列算法用來解決不同的問題，并產(chǎn)生不同的效果。常用的隊列有FIFO、PQ，CQ，RTP優(yōu)先隊列，WFQ，CBWFQ等。擁塞管理的處理包括隊列的創(chuàng)建、報文的分類、將報文送入不同的隊列、隊列調(diào)度等。在一個接口沒有發(fā)生擁塞的時候，報文在到達(dá)接口后立即就被發(fā)送出去，在報文到達(dá)的速度超過接口發(fā)送報文的速度時，接口就發(fā)生了擁塞。擁塞管理就會將這些報文進(jìn)行分類，送入不同的隊列；而隊列調(diào)度對不同優(yōu)先級的報文進(jìn)行分別處理，優(yōu)先級高的報文會得到優(yōu)先處理。3. 擁塞避免由于內(nèi)存資源的有限，按照傳統(tǒng)的處理方法，當(dāng)隊列的長度達(dá)到規(guī)定的最大長度時，所有到來的報文都被丟棄。對于TCP報文，如果大量的報文被丟棄，將造成TCP超時，從而引發(fā)TCP的慢啟動和擁塞避免機(jī)制，使TCP減少報文的發(fā)送。當(dāng)隊列同時丟棄多個TCP連接的報文時，將造成多個TCP連接同時進(jìn)入慢啟動和擁塞避免，稱之為：TCP全局同步。這樣多個TCP連接發(fā)向隊列的報文將同時減少，使得發(fā)向隊列的報文的量不及線路發(fā)送的速度，減少了線路帶寬的利用。并且，發(fā)向隊列的報文的流量總是忽大忽小，使線路的上的流量總在極