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拥塞控制方法

(2018-11-17 18:09:09) 百科综合
拥塞控制方法

拥塞控制方法

拥塞控制 链路方法 终端方法

基本介绍

  • 中文名:拥塞控制方法

简介

从拥塞控制方法施行的位置来看,可以分为基于终端的拥塞控制和基于链路(路由器)的拥塞控制。链路方法在网路设备(如路由器和交换机)中执行,作用是检测网路拥塞的发生,产生拥塞反馈信息。终端方法在主机和网路边缘设备中执行,作用是根据反馈信息调整传送速率。拥塞控制算法设计的关键字是如何生成反馈信息和如何对反馈信息进行回响。

链路方法

拥塞控制的链路方法假定网路传输流的端设备对丢包和标记做出回响,并调整自身的吞吐量,这种假设是与TCP的拥塞控制相对应的。
传统网路设备採用PQM(被动伫列管理)来管理网路中间节点数据包的排队,它採用FIFO的Drop-tail丢包策略,仅在输入溢出时进行丢包,这种方式容易产生Lock-out(锁外),Full-queues(满列)和Global synchronization(全局同步)等问题。虽然採用Random-drop和Drop-from丢包策略可以避免Lock-out问题,但是却无法解决满伫列和全局同步引起的震荡问题。
为了缓解上面提到的这些问题,出现了AQM(主动伫列管理)技术。AQM是路由器在伫列充满之前丢包,这样端节点便能在伫列溢出前对拥塞做出反应,从而达到避免拥塞的目的。以AQM技术为基础又进一步提出了一些改进和最佳化方法。

终端方法

1)TCP拥塞控制
使用最广泛的基于终端的拥塞控制方法是TCP协定的拥塞控制算法。TCP是目前在网际网路中使用最广泛的传输协定。广义的来讲,TCP拥塞控制的概念是每个源端判断当前网路中有多少可用容量,从而知道它可以安全完成传送的分组数。一旦某个源端有这幺多分组在传送,它用确认(ACK)信号的到达表明它有一个分组已经离开网路,因而它不需要增加拥塞级别就可以安全地向网路中传送一个新的分组,通过使用确认信息来协调分组的传送,TCP称为自同步(self-clocking)的。
TCP拥塞控制机制包括慢启动(slow start)、拥塞避免、快速重传(fast retransmit)、快速恢复(fast recovery)、选择性应答(SACK)等。通过在终端上对网路的拥塞情况作出适当的调整,可以大大提高网路传输的性能,减少拥塞发生的可能性。
TCP中使用的拥塞控制算法已经成为保证目前网际网路稳定性的重要因素。
2)ECN(Explicit Congestion Notification)
由于目前TCP使用丢包作为隐式的拥塞指示信号,即传送方检测到重複的ACK或者重传逾时的时候认为发生拥塞,这种机制在用于检测拥塞时开销较大,需要等待较长的周期才能发现拥塞,降低了拥塞控制的效率。为此,显示拥塞通告算法ECN可以减少由于不比要的丢包产生的延时,其主要思想是通过路由器对拥塞的判断,显示的设定拥塞标记,传送端主机通过网路中返回的带拥塞反馈标记的包发现拥塞。
3)XCP和VCP
随着网际网路的发展,端到端频宽时延积逐渐增大,传统的TCP算法逐渐暴露出它的问题。TCP的加式增加相对于网路频宽显得过于缓慢,往往不能充分地利用链路资源,因此,不少算法都针对大频宽时延积网路提出MIMD(积式增加积式减少),提高慢启动速度等方案,这些算法一方面针对大频宽时延积网路做出了最佳化,但另一方面也是去了对小频宽时延积网路的适应性。
针对这些问题,提出了一种新的网际网路拥塞控制机制XCP。XCP(eXplicit Control Protocol)事实上是对ECN机制的一种扩充,它的主要思想是充分利用网路中间节点对链路频宽的认知,为端到端拥塞控制机制提供比是否发生拥塞更多和更有效的网路频宽提示,从而使控制机制能够更快的适应当前的网路状况。
VCP(Variable-structure congestion Control Protocol)协定是一个新的传输协定。该算法可以认为是在ECN和XCP算法的基础上发展而来,它继承了ECN和XCP利用路由器提供拥塞指示的思想,但它试图避免大幅度修改传统TCP+AQM/ECN网路的主要结构,利用现有的ECNbit达到与XCP类似的性能。

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