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文檔簡介

網絡擁塞控制基礎22一.網絡擁塞現象

目前，網絡是建立在TCP/IP協議族的基礎上，采用IP協議實現網絡之間的數據傳送。IP協議是基于分組交換的網絡層協議，用戶數據以IP數據分片（數據包、數據分組）的形式在發送端與接收端傳送。當網絡中存在超量的數據包時，網絡的性能就會下降，對用戶而言，其通信的性能（吞吐量、時延、丟包率等）也就變差，導致其對通信服務的滿意度降低，這種現象稱為擁塞。33數據分組

通常我們將要發送的整塊數據稱為一個報文。在發送報文之前，先將較長的報文劃分成為一個個更小的等長數據段，例如，每個數據段為1024bit。在每一個數據段前面，加上一些必要的控制信息組成首部（header）后，就構成了一個分組。分組又稱為“包”,首部又稱為“包頭”。分組是在因特網中傳送的數據單元。4455二.擁塞控制的基本問題端系統A端系統B101….101101圖2一種最簡單的網絡數據傳輸場景66

為了避免網絡擁塞，一種思路是在建立網絡時，將整個網絡的參數保存在端系統，采用全局靜態規劃的方法，預先對每個端系統分配好傳輸策略，防止網絡節點出現排隊現象。對于圖2的場景而言，將網絡交換機的處理能力參數保存在端系統A，那么端系統A就可以控制發送速率不超過網絡交換機的處理能力。在多用戶發送的場景下，每個用戶被分配一定的帶寬，發送時不允許超過配額的帶寬，以確保發送到網絡交換機的聚合流量不能超過其處理能力。但對于開放異構型網絡，不太可能做全局網絡規劃，因此不太適用。77

因此，研究人員普遍采用基于反饋的方法來設計網絡擁塞控制機制。當檢測到網絡發生擁塞時，向數據發送端發送擁塞信號，減緩發送速率，降低網絡負載，減緩、避免網絡擁塞。

采用基于反饋的擁塞機制，需要解決以下基本問題： 1）網絡擁塞測量:如何精確度量網絡擁塞狀態； 2）擁塞信息反饋：如何將擁塞狀態及時反饋到數據發送端； 3）擁塞響應策略：如何根據擁塞狀態調整數據發送策略88三.兩種擁塞控制機制

根據對上述三個基本問題的回答，就構成了完整的擁塞控制機制，三個方面相互配合，以實現對網絡帶寬的最大化利用，并避免形成網絡擁塞。根據擁塞狀態信息的反饋方式，可歸納為隱式擁塞控制機制和顯式擁塞控制機制。991.隱式網絡擁塞測量

隱式擁塞控制機制在接收端系統檢測網絡擁塞狀態信息，然后反饋到發送端系統，發送端系統根據反饋的擁塞狀態信息，調整發送速率，控制發送到網絡中的數據量。

可檢測到的狀態信息： 1.數據包傳輸延遲狀態 2.數據包是否丟失 3.數據包頭和內容數據是否改變10102.顯式擁塞通知

顯式擁塞通知機制通過標記數據包頭（首部）中的一個比特位，通知接收端出現網絡擁塞，接收端再利用一個比特位，將擁塞信息反饋到發送端，發送端檢測到該比特位，則按網絡擁塞反饋進行響應，降低發送速率。

顯式擁

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