第六章《网络流量控制与拥塞控制的测试及分析》

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1、第六章网络流量控制与拥塞控制的测试及分析第六章网络流量控制与拥塞控制的测试及分析6.1网络流量控制6.1.1流量控制与滑动窗口流量控制是指通过接收方的反馈来控制发送方发送速率的技术。当接收方接收数据时，将数据存放在接收缓冲区内，由于缓冲区的大小总是有限的，当接收的数据量来得过快过多，接收方来不及处理，接收数据很快充满缓冲区以致超过容量限度时，会产生接收缓冲区溢出，造成数据丢失。使用流量控制技术，可以防止接收方的缓冲区溢出。在接收方将要发生缓冲区溢出时，由接收方发送反馈信息给发送方:“我的接收缓冲将要溢出，请停止发送

2、”，发送方收到反馈信息后会停止发送。当接收方经过一段时间的处理使接收缓冲腾空、能够再接收数据时，会向发送方发送另一个反馈信息:“我的接收缓冲已有空，请继续发送”，此时发送方就会继续向接收方发送数据。常用的流量控制方法有停等法和滑动窗口法，如果TCP协议在传输数据时采用停等法，每次发送端发送一个TCP报文段就必须等远方的接收端确认后才能发送下一个报文段的话，由于网络端端传输的时延，将耗费大量时间用于等待对方确认，这样会导致传输效率低下。TCP没有采用停等法，而是采用了滑动窗口法进行流量控制。和停等法相比，滑动窗口机制

3、可以提高数据传输的效率，其一般工作原理如下:,发送的每个信息帧都有一个序号，设帧序号用n个二进制位表示，则帧序号从0到n2,1依次循环使用;,发送方和接收方都具有一定容量的缓冲区(即窗口)，允许发送站连续发送多个幀而不需要等待应答;,发送窗口就是发送端允许连续发送的幀的序号表，发送端可以不等待应答而连续发送的最大幀数称为发送窗口的尺寸，其大小W表示在收到对方确认的信息之前，可T以连续发出的最多数据帧数，只有序号在窗口内的帧才可以发送;,接收窗口是接收方允许接收的幀的序号表，凡落在接收窗口内的幀，接收方都必须处理，落

4、在接收窗口外的幀被丢弃。接收方每次允许接收的幀数称为接收窗口的尺寸，其大小W为可以连续接收的最多数据帧数，只有序号在窗口内的帧才可以接收，R否则丢弃;,发送方可连续发送多帧，每次发送的幀序号数为上次幀序号数加1，它必须位于发送窗口内。发送方保存所有已发送、但未确认的数据帧，以备出错重发。连续发出多幀后，因还未收到对方确认信息，发送窗口缩小;当收到对方确认回答后，清除已确认的幀所占的幀缓冲区，因而发送窗口扩大;,接收方接收数据幀后若未回答，表示此时幀数据还未交上层、其幀缓冲未释放，故接收窗口缩小;若接收方对接收的数据

5、帧确认回答后，表示幀数据已交上层，接收缓冲区空出，因此接收窗口相应扩大;图6.1给出了窗口大小为7，帧序号为0,7的滑动窗口工作过程的示意图，其中:(a)为初始状态时，发送方的发送窗口大小,7，接收方的接收窗口大小,7;(b)为发送方发完0,1,2号帧、接收方收完0,1,2号帧后，发送窗口和接收窗口分别缩小3帧;(c)为接收方处理完收到的0,1,2号帧后向发送方发出ACKn,3确认0,1,2号帧，接收窗口扩大3帧;发送方收到ACKn,3确认了0,1,2号帧，发送窗口也扩大3帧;(d)为发送方发完3,4,5号帧后，发

6、送窗口缩小3帧;接收方收到3,4号帧后向发送方发出ACKn,5确认3,4号帧，接收窗口扩大2帧;图6.1滑动窗口的工作过程TCP采用了与上图类似的滑动窗口法进行流量控制，但流量控制不用帧序号计算而以数据字节的序号计算，接收窗口的大小以接收端接收缓冲区中的空余字节数计算，而不是以接收端可以接收的帧数计算，发送窗口的大小也是以发送缓冲区落在发送窗口内可以发送的字节数计算。接收端用接收窗口中的空余字节数及时地向发送端作出反馈报告，以控制发送端的发送流量。6.1.2ITS-101滑动窗口机制的模拟为了进行网络的流量控制实验

7、，在ITS-101协议分析仪上设计了一种与TCP协议相近的KDP协议，来直观地模拟TCP流量控制与拥塞控制等过程。KDP协议由调用本实验预先设计的MDDL程序实现，用户不必了解它的实现方法。下面以两台ITS-101之间的数据流传输为例说明滑动窗口进行流量控制的工作过程。(1)连通两台ITS-101的两个Interface1接口，打开NetworkMessageBrowser并开启IP数据包的监听功能，如图6.2所示。(2)将其中的一台ITS1的Interface1接口IP地址设置为“192.168.1.1”，子网掩

8、码设置为“255.255.255.0”，模式选择“Host”;另一台ITS2的Interface1接口IP地址设置为“192.168.1.2”，子网掩码也设置为“255.255.255.0”，模式也选择“Host”。图6.2开启IP数据包的监听功能(3)在Host1打开“C:XClientDataMddlTutorialEx12SlidingWi