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本文目錄:

• 1、tcp擁塞控制算法包括

• 2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信中常見的tcp擁塞算法有幾種

• 3、TCP Congestion Control

• 4、在TCP的擁塞控制中,什么是慢開始、擁塞避免、快重傳和快恢復(fù)算法

一、tcp擁塞控制算法包括

擁塞控制的算法有：慢開始、擁塞避免、快重傳、快恢復(fù)。

慢開始和擁塞避免發(fā)送方維持一個(gè)擁塞窗口的狀態(tài)變量，其大小取決于網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度，動(dòng)態(tài)地變化，而發(fā)送窗口一般取擁塞窗口和對(duì)方給出的接收窗口之間的最小值。慢開始算法的核心是從小到大逐漸增大擁塞窗口的數(shù)值。

二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信中常見的tcp擁塞算法有幾種

介紹TCP協(xié)議的擁塞控制算法:慢啟動(dòng)、擁塞避免、快重傳和快恢復(fù)等。給出了使用OPNET仿真建模的方法,直觀地演示了擁塞控制算法的運(yùn)行過程,對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。從方法學(xué)的角度看,這些對(duì)于研究、開發(fā)和教學(xué)均有一定的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。

0引言在某段時(shí)間內(nèi),網(wǎng)絡(luò)中要求傳輸過多的分組時(shí),網(wǎng)絡(luò)的性能開始下降,這種情況即稱為擁塞。簡單的說就是當(dāng)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的需求超過了網(wǎng)絡(luò)能提供的可用資源時(shí)的一種狀態(tài),即對(duì)資源的需求的總和在于系統(tǒng)可用資源。單純地增加網(wǎng)絡(luò)資源并不能解決擁塞問題,是這因?yàn)閾砣旧硎且?

三、TCP Congestion Control

rfc5681 詳細(xì)說明了TCP的四個(gè)擁塞控制算法：慢啟動(dòng)、擁塞避免、快速重傳和快速恢復(fù)。

或者，利用選擇性確認(rèn) (SACK) 的 TCP 可以利用 SACK 信息來確定何時(shí)傳入的ACK是“重復(fù)”。

慢啟動(dòng)和擁塞避免算法在TCP發(fā)送端使用，用于控制進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)量。

為了實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)算法，在TCP的per-connection階段引入了兩個(gè)變量：

開始向未知情況的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸時(shí)要求TCP 緩慢探測網(wǎng)絡(luò)以確定可用帶寬 ，從而避免不適當(dāng)?shù)谋l(fā)數(shù)據(jù)造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。慢啟動(dòng)算法的目標(biāo)：在 傳輸開始階段（采用慢啟動(dòng)算法） 和 重傳定時(shí)器檢測到丟包之后（重啟慢啟動(dòng)算法） 避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。另外，慢啟動(dòng)使用"ACK clock"。"ACK clock"在TCP發(fā)送端使用，被用于 慢啟動(dòng)、擁塞避免 以及 丟包恢復(fù)算法。

cwnd 的初始值 IW 根據(jù) SMSS 的大小而設(shè)置 ：

ssthresh 可以設(shè)置為任意高度 ，但 ssthresh 在遇到擁塞時(shí)必須降低。將 ssthresh 設(shè)置盡可能高可以自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)條件，而不是一些采用任意的主機(jī)限制來決定發(fā)送速率。在某些 cases 下，例如系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)路徑有充分的了解，那么更謹(jǐn)慎地設(shè)置 ssthresh 初始值可能有好處。

何時(shí)使用慢啟動(dòng)算法、擁塞避免算法

在慢啟動(dòng)期間，TCP的cwnd在每接收到一個(gè)新數(shù)據(jù)的遞增確認(rèn)的ACK后至少增長SMSS個(gè)字節(jié)。當(dāng)cwnd的大小超過ssthresh后或當(dāng)觀察到擁塞后 慢啟動(dòng)結(jié)束。雖然傳統(tǒng)的 TCP 實(shí)現(xiàn)會(huì)在收到覆蓋新數(shù)據(jù)的 ACK 后精確地通過 SMSS 字節(jié)增加 cwnd，但我們建議 TCP 實(shí)現(xiàn)增加 cwnd：

其中 N 是在到來的 ACK 中確認(rèn)的先前未確認(rèn)的字節(jié)數(shù)（接收端會(huì)采用累積確認(rèn)、延遲確認(rèn)等算法，因此存在先前未確認(rèn)的字節(jié)數(shù)）。并且不能每個(gè)ACK都增加cwnd的大小，畢竟會(huì)存在重復(fù)的ACK。

在擁塞避免期間，TCP的cwnd在每個(gè)往返時(shí)間（RTT）增加一個(gè) full-sized segment。擁塞避免算法持續(xù)到發(fā)生擁塞。在擁塞避免期間增加 cwnd 的基本準(zhǔn)則是：

在擁塞避免期間增加 cwnd 的推薦方法是計(jì)算新數(shù)據(jù)的 ACK 已確認(rèn)的字節(jié)數(shù) (同 slow start)，但不能每個(gè) RTT 觸發(fā)的 cwnd 的增長不能超過 SMSS bytes。當(dāng)確認(rèn)的字節(jié)數(shù)達(dá)到 cwnd，可以增長 SMSS bytes 。

在擁塞避免期間，TCP可以使用的另一個(gè)通用的公式是:

在每個(gè)確認(rèn)新數(shù)據(jù)的 ACK 到來時(shí)執(zhí)行此調(diào)整。該公式為每個(gè) RTT 將 cwnd 增加 1 個(gè) full-sized segment 的基本原理提供了可接受的近似值。

實(shí)現(xiàn)說明：

同：

異：

當(dāng)TCP發(fā)送端通過重傳定時(shí)器檢測到 segment loss 且該 segment 尚未通過重傳定時(shí)器重新發(fā)送時(shí)， 此時(shí) ssthresh 的值必須重新設(shè)置為不超過下列等式中給出的值：

其中，F(xiàn)lightSize 是網(wǎng)絡(luò)中未完成數(shù)據(jù)的數(shù)量。

另一方面，當(dāng)TCP發(fā)送端通過重傳定時(shí)器檢測到 segment loss 且該 segment 已經(jīng)通過重傳定時(shí)器重新發(fā)送至少一次時(shí)，此時(shí) ssthresh 的值保持不變。

實(shí)現(xiàn)說明：

此外，在超時(shí)（Retransimission Timer）時(shí)，cwnd 必須設(shè)置為不超過丟失窗口 LW，LW 等于 1 個(gè) full-sized segment（無論 IW 的值如何）。 因此，在重傳 loss segment 后，TCP 發(fā)送方使用慢啟動(dòng)算法將窗口從1 個(gè) full-sized segment 增加到新的 ssthresh 值，此后再次使用擁塞避免算法。

超時(shí)后基于慢啟動(dòng)的丟失恢復(fù)（loss recovery）可能會(huì)導(dǎo)致虛假重傳，從而觸發(fā)重復(fù)確認(rèn)。 在 TCP 實(shí)現(xiàn)中，對(duì)這些重復(fù) ACK 到達(dá)的反應(yīng)差異很大。 本文檔沒有具體說明如何處理此類確認(rèn)，但可以指出這是一個(gè)可以從額外關(guān)注、實(shí)驗(yàn)和規(guī)范中受益的領(lǐng)域。

當(dāng)一個(gè)亂序的 segment 到達(dá)時(shí)，TCP的接收端立即發(fā)送一個(gè)重復(fù)的 ACK 。這個(gè) ACK 的目的是通知 發(fā)送端：接收端接收到了一個(gè)亂序的 segment 以及接收端目前期待收到的序列號(hào)。從發(fā)送端的視角來看，重復(fù)的 ACK 可能會(huì)引起一些網(wǎng)絡(luò)問題。

另外，當(dāng)TCP 的接收端接收到的 segment 填充空間中全部或部分間隙時(shí)，TCP接收端應(yīng)該立即發(fā)送 ACK 。這將為發(fā)送方的超時(shí)重傳、快速重傳或高級(jí)丟失恢復(fù)算法等方法提供更及時(shí)的信息。

TCP發(fā)送端基于到來的重復(fù)ACK，使用快速重傳算法來檢測和修復(fù)丟包。

快速重傳算法 ：快速重傳算法使用3個(gè)重復(fù)的ACK作為一個(gè)segment已丟失的指示，在接收到3個(gè)重復(fù)的ACK后，TCP重新傳輸看似丟失的segment，而無需等待重傳計(jì)時(shí)器的觸發(fā)。

快速恢復(fù)算法 ：在快速重傳算法發(fā)送看似丟失的 segment 之后，快速恢復(fù)算法控制新數(shù)據(jù)的傳輸，直到非重復(fù)的ACK到達(dá)。

收到重復(fù)的ACK不執(zhí)行慢啟動(dòng)的原因：收到重復(fù)的ACK不能完全表明一個(gè) segment 已經(jīng)丟失，因?yàn)樵摬糠?segment 最可能已經(jīng)離開了網(wǎng)絡(luò)（segment 在接收端的緩沖區(qū)中，不再被視作網(wǎng)絡(luò)資源）。此外，由于保留了 ACK 的時(shí)鐘（重傳定時(shí)器），TCP發(fā)送端可以繼續(xù)傳輸新的 segments 。

上面描述的 TCP 擁塞控制算法的一個(gè)已知問題是：TCP在空閑一段相對(duì)長的時(shí)間之后，TCP將被允許傳輸潛在的不適當(dāng)?shù)牧髁客话l(fā)。

[Jac88] 建議 TCP 在相對(duì)較長的空閑期后使用慢啟動(dòng)來重新啟動(dòng)傳輸。 慢啟動(dòng)用于重新啟動(dòng) ACK 時(shí)鐘，就像它在傳輸開始時(shí)所做的那樣。 該機(jī)制已以下列方式廣泛部署。 當(dāng) TCP 在超過一次重傳超時(shí)時(shí)長后仍未收到一個(gè) segment 時(shí)，cwnd 會(huì)在傳輸開始前減小到重新啟動(dòng)窗口 (RW) 的值。

出于本標(biāo)準(zhǔn)的目的，我們定義RW = min(IW,cwnd)。

因此，如果 TCP 在超過重傳超時(shí)的時(shí)間間隔內(nèi)沒有發(fā)送數(shù)據(jù)，則 TCP 應(yīng)該在開始傳輸之前將 cwnd 設(shè)置為不超過 RW。

[RFC112] 提出的 延遲應(yīng)答算法 可以應(yīng)用在TCP的接收端。當(dāng)然在采用 延遲應(yīng)答 時(shí)，TCP的接收端不必過度延遲應(yīng)答。

延遲應(yīng)答的算法：

在某些情況下，發(fā)送方和接收方可能無法就什么構(gòu)成 full-sized segment 達(dá)成一致。 如果每次從發(fā)送方接收到 2*RMSS 字節(jié)的新數(shù)據(jù)時(shí)至少發(fā)送一個(gè) ACK，則認(rèn)為實(shí)現(xiàn)符合此要求，其中 RMSS 是接收方指定給發(fā)送方的最大段大?。ɑ蚰J(rèn)值 536 字節(jié)，根據(jù) [RFC1122]，如果接收方在連接建立期間未指定 MSS 選項(xiàng)）。

當(dāng)檢測到數(shù)據(jù)窗口中的第一次丟失時(shí)，ssthresh 必須設(shè)置為不超過等式 給出的值。 其次，在修復(fù)新的數(shù)據(jù)窗口中的所有 lost segments 之前，每個(gè) RTT 中傳輸?shù)膕egments 必須不超過檢測到丟失時(shí)未完成的segment的數(shù)量的一半。 最后，在給定的段窗口中的所有損失

最后，在給定的段窗口中的所有丟失都已成功重傳后，cwnd 必須設(shè)置為不超過 ssthresh，并且必須使用擁塞避免來進(jìn)一步增加 cwnd。 在兩個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)窗口中丟失，或丟失重傳，應(yīng)被視為擁塞的兩個(gè)指示，因此，在這種情況下，cwnd（和 ssthresh）必須降低兩次。

我們建議 TCP 實(shí)施者采用某種形式的高級(jí)丟失恢復(fù)，可以應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)窗口中的多個(gè)丟失。 [RFC3782] 和 [RFC3517] 中詳述的算法符合上述一般原則。 我們注意到，雖然這不是符合上述一般原則的僅有的兩種算法，但這兩種算法已經(jīng)過社區(qū)審查，目前處于標(biāo)準(zhǔn)軌道上。

本文檔要求 TCP 在重傳超時(shí)和重復(fù)確認(rèn)到達(dá)的情況下降低其發(fā)送速率。 因此，攻擊者可以通過導(dǎo)致數(shù)據(jù)包或其確認(rèn)丟失，或者通過偽造過多的重復(fù)確認(rèn)來損害 TCP 連接的性能。

為了響應(yīng) [SCWA99] 中概述的 ACK 分割攻擊，本文檔建議根據(jù)每個(gè)到達(dá)的 ACK 中新確認(rèn)的字節(jié)數(shù)而不是每個(gè)到達(dá)的 ACK 上的特定常量來增加擁塞窗口（ cwnd += min (N, SMSS) ，N 是在到來的 ACK 中確認(rèn)的先前未確認(rèn)的字節(jié)數(shù)）。

互聯(lián)網(wǎng)在很大程度上依賴于這些算法的正確實(shí)施，以保持網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性并避免擁塞崩潰。 攻擊者可以通過偽造過多的重復(fù)確認(rèn)或?qū)π聰?shù)據(jù)的過多確認(rèn)，使 TCP 端點(diǎn)在面對(duì)擁塞時(shí)做出更積極的響應(yīng)。 可以想象，這樣的攻擊可能會(huì)使網(wǎng)絡(luò)的一部分陷入擁塞崩潰。

四、在TCP的擁塞控制中,什么是慢開始、擁塞避免、快重傳和快恢復(fù)算法

慢開始：在主機(jī)剛剛開始發(fā)送報(bào)文段時(shí)可先將擁塞窗口cwnd設(shè)置為一個(gè)最大報(bào)文段MSS的數(shù)值。在每收到一個(gè)對(duì)新的報(bào)文段的確認(rèn)后，將擁塞窗口增加至多一個(gè)MSS的數(shù)值。

擁塞避免：當(dāng)擁塞窗口值大于慢開始門限時(shí)，停止使用慢開始算法而改用擁塞避免算法。

快重傳算法：發(fā)送端只要一連收到三個(gè)重復(fù)的ACK即可斷定有分組丟失了，就應(yīng)該立即重傳丟手的報(bào)文段而不必繼續(xù)等待為該報(bào)文段設(shè)置的重傳計(jì)時(shí)器的超時(shí)。

接下來執(zhí)行的不是慢啟動(dòng)算法而是擁塞避免算法。這就是快速恢復(fù)算法。.

防止擁塞的方法

（1）在傳輸層可采用：重傳策略、亂序緩存策略、確認(rèn)策略、流控制策略和確定超時(shí)策略。

（2）在網(wǎng)絡(luò)層可采用：子網(wǎng)內(nèi)部的虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)策略、分組排隊(duì)和服務(wù)策略、分組丟棄策略、路由算法和分組生存管理。

（3）在數(shù)據(jù)鏈路層可采用：重傳策略、亂序緩存策略、確認(rèn)策略和流控制策略。

以上就是關(guān)于安卓tcp擁塞算法哪個(gè)好相關(guān)問題的回答。希望能幫到你，如有更多相關(guān)問題，您也可以聯(lián)系我們的客服進(jìn)行咨詢，客服也會(huì)為您講解更多精彩的知識(shí)和內(nèi)容。

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