第17讲 传输层ppt课件.ppt

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1、第17讲传输层（3）/38知识回顾TCP可靠传输工作原理TCP可靠传输的实现TCP的流量控制本讲内容理解TCP拥塞控制理解TCP拥塞控制的四种算法及相互关系了解采用随机早期丢弃RED进行拥塞控制掌握TCP建立连接的三次握手理解TCP连接的拆除TCP拥塞控制思想当网络中存在过多的报文时，网络的性能就会相应下降，这种现象就被成为拥塞。发送端的主机在确定发送报文段的速率时，既要根据接收端的接收能力，又要从全局考虑不要使网络发生拥塞。拥塞控制的思想就是网络中的节点采取一定的措施来保证尽量使得网络的负载保持在Knee(拐点）位置，需要避免

2、拥塞的发生或者对拥塞的发生作出反应，使其能够再次恢复到Knee位置，从而保持网络的整体性能最大化。流量控制和拥塞控制比较流量控制主要是考虑接收端，不要发送过快，超过对方的接收能力，而拥塞控制则是要考虑到整个网络环境，使其负载不能超过网络的最大承受能力。出现资源拥塞的条件：对资源需求的总和>可用资源(5-7)显然拥塞发生的原因是因为“需求”>“供给”，网络中的有限资源被多用户共享使用，网络本身无法根据资源的利用情况来限制某些用户。随着目前互联网的发展，上网的用户和应用的数量也随之增长，这样，如果不采取某种措施来协调资源的使用，那么

3、拥塞的发生就是必然的。拥塞控制与流量控制的关系拥塞控制所要做的都有一个前提，就是网络能够承受现有的网络负荷。拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有的主机、所有的路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。流量控制往往指在给定的发送端和接收端之间的点对点通信量的控制。流量控制所要做的就是抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来得及接收。拥塞控制所起的作用提供的负载吞吐量理想的拥塞控制实际的拥塞控制0死锁（吞吐量=0）无拥塞控制拥塞轻度拥塞开环控制和闭环控制开环控制方法就是在设计网络时事先将有关发生拥塞的因素考虑周到，力求网络在工

4、作时不产生拥塞。闭环控制是基于反馈环路的概念。属于闭环控制的有以下几种措施：监测网络系统以便检测到拥塞在何时、何处发生。将拥塞发生的信息传送到可采取行动的地方。调整网络系统的运行以解决出现的问题。拥塞控制算法一般来说，拥塞控制算法包括拥塞避免和拥塞控制拥塞避免是一种“预防”措施，维持网络的高吞吐量、低延迟状态，避免进入拥塞；拥塞控制是一种“恢复”措施，使网络从拥塞中恢复过来，重新进入高吞吐量和低延迟的状态为了在传输层进行拥塞控制，1999年公布的互联网建议标准[RFC2581]定义了四种算法，即慢开始（slow-start）、拥

5、塞避免（congestionavoidance）、快重传（fastretransmit）和快恢复（fastrecovery）。慢开始和拥塞避免发送方维持一个叫做拥塞窗口cwnd(congestionwindow)的状态变量。拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度，并且动态地在变化。发送方让自己的发送窗口等于拥塞窗口。如再考虑到接收方的接收能力，则发送窗口还可能小于拥塞窗口。发送方控制拥塞窗口的原则是：只要网络没有出现拥塞，拥塞窗口就再增大一些，以便把更多的分组发送出去。但只要网络出现拥塞，拥塞窗口就减小一些，以减少注入到网络中的分组

6、数。TCP拥塞控制两个状态量因此，每一个TCP连接需要有以下两个状态变量：接收端窗口rwnd(receiverwindow)又称为通知窗口(advertisedwindow)。这是接收端根据其目前的接收缓存大小所许诺的最新的窗口值，是来自接收端的流量控制。接收端将此窗口值放在TCP报文的首部中的窗口字段，传送给发送端。拥塞窗口cwnd(congestionwindow)。是发送端根据自己估计的网络拥塞程度而设置的窗口值，是来自发送端的流量控制。发送窗口的上限值发送端的发送窗口的上限值应当取为接收端窗口rwnd和拥塞窗口cwnd这

7、两个变量中较小的一个，即应按以下公式确定：发送窗口的上限值Min[rwnd,cwnd](7-1)当rwnd

8、窗口置为1。图中的窗口单位不使用字节而使用报文段。慢开始门限的初始值设置为16个报文段，即ssthresh=16。246810121416182022004812162024传输次数拥塞窗口cwnd进入拥塞避免发生超时指数规律增长线性规律增长ssthresh=1