TCP 流量控制和拥塞控制中的重要机制

TCP 流量控制和拥塞控制中的重要机制

停止-等待协议： 放送方发送一个数据包，要收到接收方对该包的确认后，才发送下一个数据包。 缺点：慢，信道利用率低。

ARQ Automatic Repeat reQuest 接收方采用累加确认的方式，接收方不必对每一个分组进行确认，只需要对按序到 达的最后一个分组发送确认。 缺点：当发送方发送了5个分组，中间第3个丢失，那么接收方只对前两个分组进 行确认。发送方只好把后面的3个分组都重传一次。这叫做Go-back-N（回退N）

选择确认 selective ack 接收方对接收到的数据字节流中，若有中间字节块的缺失，只需要重新传输缺失 的就可以了，对已经接收到的字节块无需重传。 需要在TCP首部的选项中设置 ”允许SACK” 的选项。

TCP流量控制： 让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接收。端到端的问题。 机制：滑动窗口 S--------------->R 当接收方R 的窗口为0时候，S就不能再发送数据了。当R的窗口不为0时候R会发 送一个数据给S来表明当前的窗口大小，但是为了防止S收不到R又有窗口的通 告，S启动一个持续计时器（persistent timer），只要TCP连接的一方接收到对方 的零窗口通告，就启动持续计时器。若持续计时器设置的时间到期，那么发送一 个零窗口的探测报文段。 Nagle算法： 此算法在TCP的实现中广泛使用。 若发送应用进程把要发送的数据逐个字节地发送到TCP的发送缓存，则发送方就 把第一个数据字节先发出去，把后面到达的数据缓存起来。当发送接收到对第一 个数据字符的确认后，再把发送缓存中的所有数据组装成一个报文段发送出去， 同时继续对随后到达的数据进行缓存。只有收到对前一个报文段的确认后才继续 发送下一个报文段。Nagle算法还规定，当到达的数据已经达到发送窗口的一半或 已经达到报文段的最大长度时，就立即发送一个报文。 糊涂窗口综合症： 接收方缓存已经满了，并且一次只从缓存读取一个字节，所以通告给发送方的窗 口只有一个字节，那么接收方一次只发送一个字节的数据，但是发送效率低，因 为一个字节数据要40个字节协议头部。如果每次发送一个字节的话效率很低，解 决方法是：让接收方等待一段时间，再通告自己的窗口大小给接收方。

TCP拥塞控制：是整个网络的问题（全局性的）。

①慢开始和拥塞避免： 发送方维持一个叫做拥塞窗口CWND（congestion window）的状态变量。发送 方的拥塞窗口等于自己发送窗口。 慢开始： 发送方一开始设置CWND=1，发送一个包，接收到该包确认后，发送方设置 CWND=2，发送之后，接收到该包的确认，发送方设置CWND=4 ……以此类推，成倍增长。 千万注意：窗口大小并不时一次性发送数据的大小，发送方可以根据CWND进行 连续几次的发数据，这连续发送的数据大小不应该超过CWND。 为了防止cwnd增长过大引起网络拥塞，还需要设置一个慢启动开始门限 ssthresh 。 当cwnd等于ssthresh 的时候，cwnd并不在是成倍的增长了，而是逐渐加1

②快重传和快恢复： 快重传要求接收方收到一个失序报文段后立即发送重复确认(目的是让发送方尽早 知道数据段没到达)，而不要等到自己发送确认数据时候后捎带。 发送方发送5个报文，第3个缺失，收到第四个报文时候立即发送对第2个的重复确 认，接收到第4个、第五个报文时候也发送对第2个的重复确认。只要发送方一连 收到3个重复确认就应该重发接收发未收到的报文，而不必等到第3个报文的重传 计时器过期才重发。 因此，使用快重传可以提高整个网络的吞吐量。

快恢复与快重传配合使用： 当发送方连续接收到3个重复确认，就执行“乘法减小”算法，把慢开始门限值 ssthresh设置为当前CWND的一半，同时，将此时的CWND=新的ssthresh值，接 下去并不执行慢开始算法。 因为收到3个重复报文并不时意味着网络出现问题，可能仅仅就是那个包缺失了， 所以ssthresh减半后，cwnd在ssthresh的基础上逐渐加1。

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