第17講 傳輸層ppt課件.ppt

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1、第17講傳輸層（3）/38知識回顧TCP可靠傳輸工作原理TCP可靠傳輸?shù)膶崿F(xiàn)TCP的流量控制本講內容理解TCP擁塞控制理解TCP擁塞控制的四種算法及相互關系了解采用隨機早期丟棄RED進行擁塞控制掌握TCP建立連接的三次握手理解TCP連接的拆除TCP擁塞控制思想當網(wǎng)絡中存在過多的報文時，網(wǎng)絡的性能就會相應下降，這種現(xiàn)象就被成為擁塞。發(fā)送端的主機在確定發(fā)送報文段的速率時，既要根據(jù)接收端的接收能力，又要從全局考慮不要使網(wǎng)絡發(fā)生擁塞。擁塞控制的思想就是網(wǎng)絡中的節(jié)點采取一定的措施來保證盡量使得網(wǎng)絡的負載保持在Knee(拐點）位置，需要避免

2、擁塞的發(fā)生或者對擁塞的發(fā)生作出反應，使其能夠再次恢復到Knee位置，從而保持網(wǎng)絡的整體性能最大化。流量控制和擁塞控制比較流量控制主要是考慮接收端，不要發(fā)送過快，超過對方的接收能力，而擁塞控制則是要考慮到整個網(wǎng)絡環(huán)境，使其負載不能超過網(wǎng)絡的最大承受能力。出現(xiàn)資源擁塞的條件：對資源需求的總和>可用資源(5-7)顯然擁塞發(fā)生的原因是因為“需求”>“供給”，網(wǎng)絡中的有限資源被多用戶共享使用，網(wǎng)絡本身無法根據(jù)資源的利用情況來限制某些用戶。隨著目前互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，上網(wǎng)的用戶和應用的數(shù)量也隨之增長，這樣，如果不采取某種措施來協(xié)調資源的使用，那么

3、擁塞的發(fā)生就是必然的。擁塞控制與流量控制的關系擁塞控制所要做的都有一個前提，就是網(wǎng)絡能夠承受現(xiàn)有的網(wǎng)絡負荷。擁塞控制是一個全局性的過程，涉及到所有的主機、所有的路由器，以及與降低網(wǎng)絡傳輸性能有關的所有因素。流量控制往往指在給定的發(fā)送端和接收端之間的點對點通信量的控制。流量控制所要做的就是抑制發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，以便使接收端來得及接收。擁塞控制所起的作用提供的負載吞吐量理想的擁塞控制實際的擁塞控制0死鎖（吞吐量=0）無擁塞控制擁塞輕度擁塞開環(huán)控制和閉環(huán)控制開環(huán)控制方法就是在設計網(wǎng)絡時事先將有關發(fā)生擁塞的因素考慮周到，力求網(wǎng)絡在工

4、作時不產(chǎn)生擁塞。閉環(huán)控制是基于反饋環(huán)路的概念。屬于閉環(huán)控制的有以下幾種措施：監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)以便檢測到擁塞在何時、何處發(fā)生。將擁塞發(fā)生的信息傳送到可采取行動的地方。調整網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行以解決出現(xiàn)的問題。擁塞控制算法一般來說，擁塞控制算法包括擁塞避免和擁塞控制擁塞避免是一種“預防”措施，維持網(wǎng)絡的高吞吐量、低延遲狀態(tài)，避免進入擁塞；擁塞控制是一種“恢復”措施，使網(wǎng)絡從擁塞中恢復過來，重新進入高吞吐量和低延遲的狀態(tài)為了在傳輸層進行擁塞控制，1999年公布的互聯(lián)網(wǎng)建議標準[RFC2581]定義了四種算法，即慢開始（slow-start）、擁

5、塞避免（congestionavoidance）、快重傳（fastretransmit）和快恢復（fastrecovery）。慢開始和擁塞避免發(fā)送方維持一個叫做擁塞窗口cwnd(congestionwindow)的狀態(tài)變量。擁塞窗口的大小取決于網(wǎng)絡的擁塞程度，并且動態(tài)地在變化。發(fā)送方讓自己的發(fā)送窗口等于擁塞窗口。如再考慮到接收方的接收能力，則發(fā)送窗口還可能小于擁塞窗口。發(fā)送方控制擁塞窗口的原則是：只要網(wǎng)絡沒有出現(xiàn)擁塞，擁塞窗口就再增大一些，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

6、數(shù)。TCP擁塞控制兩個狀態(tài)量因此，每一個TCP連接需要有以下兩個狀態(tài)變量：接收端窗口rwnd(receiverwindow)又稱為通知窗口(advertisedwindow)。這是接收端根據(jù)其目前的接收緩存大小所許諾的最新的窗口值，是來自接收端的流量控制。接收端將此窗口值放在TCP報文的首部中的窗口字段，傳送給發(fā)送端。擁塞窗口cwnd(congestionwindow)。是發(fā)送端根據(jù)自己估計的網(wǎng)絡擁塞程度而設置的窗口值，是來自發(fā)送端的流量控制。發(fā)送窗口的上限值發(fā)送端的發(fā)送窗口的上限值應當取為接收端窗口rwnd和擁塞窗口cwnd這

7、兩個變量中較小的一個，即應按以下公式確定：發(fā)送窗口的上限值?Min[rwnd,cwnd](7-1)當rwnd

8、窗口置為1。圖中的窗口單位不使用字節(jié)而使用報文段。慢開始門限的初始值設置為16個報文段，即ssthresh=16。246810121416182022004812162024傳輸次數(shù)擁塞窗口cwnd進入擁塞避免發(fā)生超時指數(shù)規(guī)律增長線性規(guī)律增長ssthresh=1