tcp 拥塞控制

Posted 2020-12-22 ts65214

 

大量的源想以过高的速度发送数据，导致路由器缓存溢出，继而丢包。

 

速率控制：TCP维护拥塞窗口cwnd变量，发送端未被确认的数据量不能超过cwnd

    cwnd代表发送端认为能发送的数据量，流量控制窗口代表接收端能接收的数据量，

    实际能发送的数据量是二者的较小值

 

拥塞检测：隐式检测：超时或者收到三个冗余ack(加上最初的确认一共4个相同的ack)。

   显式通知：选择确认(SACK)

   显式通知：IP层可以用显示拥塞通知告知TCP发生了拥塞

选择确认：发送方使用第一个选项，表明允许SACK，

   接收方使用第二个选项，表明收到的块的起始序号，一次最多4个块

   

显示拥塞通知(ECN)：建立连接时，发送方和接收方都设置了ECE和CWR标志位，表示他们都能使用这些标志位。每个携带TCP的数据包在IP头打上标记，表明它可以携带ECN信号。支持ECN的路由器会在将要拥塞时在数据包上设置拥塞信号，而不是丢弃数据包。接收端IP层看到ECN信号，会通知TCP，TCP接收端使用ECE标志位通知发送端，发送端通过拥塞窗口减少(CWR)标志位告诉接收端它已经收到拥塞信号了。

 

自适应重传算法：监视每条连接的性能，随时修改超时时间

 

估计往返时间(RTT)：隔段时间测量一下报文段的RTT，然后求加权平均值estimatedRTT。

不测量重传的报文段的ack，因为无法确定ack确认的是哪一个报文段

设置超时时间，即设置重传计时器：

   estimatedRTT加上一定的余量，RTT波动大，则余量就设置大一点。

   计时器退避：每次超时后将超时时间翻倍(有上限，累计总时间通常4~10分钟)，

   因为超时可能是由于网络拥塞，而过多的重发会加剧拥塞

   收到ack后重启定时器

 

 

TCP拥塞控制算法    

慢启动：cwnd初始为1个MSS，每收到一个ack，cwnd就增加一个MSS，每经过一个RTT，

发送速率就翻倍。发送速率在慢启动阶段是指数增长的。

超时后将cwnd设置为1个MSS并重新开始慢启动过程，

并将慢启动阈值ssthresh设置为拥塞窗口值的一半，即cwnd/2

此后cwnd等于ssthresh时，进入拥塞避免模式。

当检测到3个冗余ack，TCP执行快速重传并进入快速恢复状态

拥塞避免：cwnd大约为上次拥塞时的一半，

    窗口内所有报文段都收到ack后增加一个MSS

  超时或收到3个冗余ack时，ssthresh设置为cwnd/2

  超时时将cwnd置为1个MSS，

  收到3个冗余ack时将cwnd置为cwnd/2，并进入快速恢复状态

快速重传：又称快速恢复，快速恢复是推荐的，不是必须的。

  连续收到三个冗余ack，则在超时前可以立即重传该报文段

  每收到一个冗余ack，cwnd增加一个MSS。

  收到对丢失报文段的ack后，TCP进入拥塞避免状态

  超时时将cwnd置为1个MSS，ssthresh设置为cwnd/2，进入慢启动状态

 

TCP的拥塞控制算法是加法递增乘法递减(AIMD)的，是公平的

初始值早期设置为1个MSS，后来改为4个MSS