【正文】 一些，以便把更多的分組發(fā)送出去。但只要網(wǎng)絡出現(xiàn)擁塞，擁塞窗口就減小一些，以減少注入到網(wǎng)絡中的分組數(shù)。 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的擁塞控制 幾種擁塞控制方法 慢開始算法的原理： ? 在主機剛剛開始發(fā)送報文段時可先設置擁塞窗口 cwnd = 1，即設置為一個最大報文段 MSS 的數(shù)值。 ? 在每收到一個對新的報文段的確認后，將擁塞窗口加 1，即增加一個 MSS 的數(shù)值。 ? 用這樣的方法逐步增大發(fā)送端的擁塞窗口 cwnd，可以使分組注入到網(wǎng)絡的速率更加合理。 發(fā)送方 接收方 發(fā)送 M1 確認 M1 發(fā)送 M2~M3 確認 M2~M3 發(fā)送 M4~M7 確認 M4~M7 cwnd = 1 cwnd = 2 cwnd = 4 發(fā)送 M8~M15 cwnd = 8 … t t 輪次 1 輪次 2 輪次 3 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的擁塞控制 幾種擁塞控制方法 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的擁塞控制 幾種擁塞控制方法 傳輸輪次： ? 使用慢開始算法后，每經(jīng)過一個傳輸輪次，擁塞窗口 cwnd 就加倍。 ? 一個傳輸輪次所經(jīng)歷的時間其實就是往返時間 RTT。 ? “ 傳輸輪次 ” 更加強調：把擁塞窗口 cwnd 所允許發(fā)送的報文段都連續(xù)發(fā)送出去，并收到了對已發(fā)送的最后一個字節(jié)的確認。 ? 例如，擁塞窗口 cwnd = 4，這時的往返時間 RTT 就是發(fā)送方連續(xù)發(fā)送 4 個報文段，并收到這 4 個報文段的確認，總共經(jīng)歷的時間。 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的擁塞控制 幾種擁塞控制方法 慢開始和擁塞避免算法的實現(xiàn)舉例： 22 16 “乘法減小 ” 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 0 4 8 12 20 24 擁塞窗口 cwnd 新的 ssthresh 值 網(wǎng)絡擁塞 指數(shù)規(guī)律增長 ssthresh 的初始值 慢開始 慢開始 慢開始 擁塞避免 “ 加法增大 ” 擁塞避免 “ 加法增大 ” 傳輸輪次 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的擁塞控制 幾種擁塞控制方法 說明： ? “乘法減小 “ 是指不論在慢開始階段還是擁塞避免階段，只要出現(xiàn)一次超時（即出現(xiàn)一次網(wǎng)絡擁塞），就把慢開始門限值 ssthresh 設置為當前的擁塞窗口值乘以 。 ? 當網(wǎng)絡頻繁出現(xiàn)擁塞時， ssthresh 值就下降得很快，以大大減少注入到網(wǎng)絡中的分組數(shù)。 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的擁塞控制 幾種擁塞控制方法 說明： ? “加法增大 ” 是指執(zhí)行擁塞避免算法后，在收到對所有報文段的確認后（即經(jīng)過一個往返時間），就把擁塞窗口 cwnd增加一個 MSS 大小，使擁塞窗口緩慢增大，以防止網(wǎng)絡過早出現(xiàn)擁塞。 ? “ 擁塞避免 ” 并非指完全能夠避免了擁塞。利用以上的措施要完全避免網(wǎng)絡擁塞還是不可能的。 ? “ 擁塞避免 ” 是說在擁塞避免階段把擁塞窗口控制為按線性規(guī)律增長，使網(wǎng)絡比較不容易出現(xiàn)擁塞。 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的擁塞控制 幾種擁塞控制方法 快重傳和快恢復： ? 快重傳算法首先要求接收方每收到一個失序的報文段后就立即發(fā)出重復確認。這樣做可以讓發(fā)送方及早知道有報文段沒有到達接收方。 ? 發(fā)送方只要一連收到三個重復確認就應當立即重傳對方尚未收到的報文段。 ? 不難看出，快重傳并非取消重傳計時器，而是在某些情況下可更早地重傳丟失的報文段。 快重傳舉例 發(fā)送方 接收方 發(fā)送 M1 確認 M1 t 確認 M2 發(fā)送 M2 發(fā)送 M3 發(fā)送 M4 ？ 發(fā)送 M5 發(fā)送 M6 重復確認 M2 重復確認 M2 重復確認 M2 t 發(fā)送 M7 收到三個連續(xù)的 對 M2 的重復確認立即重傳 M3 丟失13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的擁塞控制 幾種擁塞控制方法 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的擁塞控制 幾種擁塞控制方法 快恢復算法： ? (1) 當發(fā)送端收到連續(xù)三個重復的確認時，就執(zhí)行“ 乘法減小 ” 算法，把慢開始門限 ssthresh 減半。但接下去不執(zhí)行慢開始算法。 ? (2)由于發(fā)送方現(xiàn)在認為網(wǎng)絡很可能沒有發(fā)生擁塞，因此現(xiàn)在不執(zhí)行慢開始算法，即擁塞窗口 cwnd 現(xiàn)在不設置為 1，而是設置為慢開始門限 ssthresh 減半后的數(shù)值，然后開始執(zhí)行擁塞避免算法（ “ 加法增大 ” ），使擁塞窗口緩慢地線性增大。 從連續(xù)收到三個重復的確認轉入擁塞避免 24 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0 4 8 12 16 20 傳輸輪次 擁塞窗口 cwnd 收到 3 個重復的確認 執(zhí)行快重傳算法 慢開始 “乘法減小 ” 擁塞避免 “ 加法增大 ” TCP Reno 版本 TCP Tahoe 版本 (已廢棄不用） ssthresh 的初始值 擁塞避免 “ 加法增大 ” 新的 ssthresh 值 慢開始 快恢復 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的擁塞控制 幾種擁塞控制方法 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的擁塞控制 隨機早期檢測 RED ? 使路由器的隊列維持兩個參數(shù)，即隊列長度最小門限 THmin 和最大門限 THmax。 ? RED 對每一個到達的數(shù)據(jù)報都先計算平均隊列長度 LAV。 ? 若平均隊列長度小于最小門限 THmin，則將新到達的數(shù)據(jù)報放入隊列進行排隊。 ? 若平均隊列長度超過最大門限 THmax，則將新到達的數(shù)據(jù)報丟棄。 ? 若平均隊列長度在最小門限 THmin 和最大門限 THmax 之間 ， 則按照某一概率 p 將新到達的數(shù)據(jù)報丟棄 。 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的擁塞控制 RED 對路由器的到達隊列的處理 ： 隨機早期檢測 RED 從隊首 發(fā)送 最小門限 THmin 最大門限 THmin 分組 到達 平均隊列長度 Lav 排隊 丟棄 以概率 p 丟棄 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的擁塞控制 丟棄概率 p 與 THmin 和 Thmax 的關系 ： 隨機早期檢測 RED 最小門限 THmin 最大門限 THmax 平均隊列長度 Lav 分組丟棄概率 p 0 pmax 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的擁塞控制 瞬時隊列長度和平均隊列長度的區(qū)別： 隨機早期檢測 RED 隊列長度 時間 瞬時隊列長度 平均隊列長度 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的運輸連接管理 運輸連接的三個階段 ? 運輸連接就有三個階段，即：連接建立、數(shù)據(jù)傳送和連接釋放。運輸連接的管理就是使運輸連接的建立和釋放都能正常地進行。 ? 連接建立過程中要解決以下三個問題： – 要使每一方能夠確知對方的存在。 – 要允許雙方協(xié)商一些參數(shù)（如最大報文段長度，最大窗口大小，服務質量等）。 – 能夠對運輸實體資源（如緩存大小，連接表中的項目等）進行分配。 SYN SENT ESTAB LISHED SYN RCVD LISTEN ESTAB LISHED CLOSED CLOSED 數(shù)據(jù)傳送 主動打開 被動打開 A B 客戶 服務器 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的運輸連接管理 TCP的連接建立 CLOSED FIN WAIT1 CLOSE WAIT FIN WAIT2 LAST ACK 等待 2MSL TIME WAIT ? 主動關閉 被動關閉 數(shù)據(jù)傳送 通知 應用 進程 ESTAB LISHED ESTAB LISHED A B 客戶 服務器 CLOSED TCP 連接必須經(jīng)過時間 2MSL 后才真正釋放掉。 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的運輸連接管理 TCP的連接釋放 13832877061 計算機網(wǎng)絡 教師：王建國 TCP的運輸連接管理 TCP的連接釋放 ? 第一，為了保證 A 發(fā)送的最后一個 ACK 報文段能夠到達 B。 ? 第二，防止 “ 已失效的連接請求報文段 ” 出現(xiàn)在本連接中。 A 在發(fā)送完最后一個 ACK 報文段后，再經(jīng)過時間 2MSL，就可以使本連接持續(xù)的時間內所產(chǎn)生的所有報文段，都從網(wǎng)絡中消失。這樣就可以使下一個新的連接中不會出現(xiàn)這種舊的連接請求報文段。