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网络拥塞控制和流量控制
网络拥塞控制和流量控制
浅析Internet中的拥塞控制和流量控制
计算机网络在当今社会生活中起到越来越重要的作用，其规模也成爆炸式的增长，应用也越来越广，但是随着人们对网络的要求越来越高，网络拥塞和数据冲突问题已经引起人们的密切关注。拥塞控制和流量控制技术针对网路中的拥塞和数据冲突而成为网络领域的核心技术。
网络拥塞和流量控制的原理
1.网络拥塞的含义
网络拥塞指的是在分组交换网络中传送分组的数目太多时，由于存储转发节点的资源有限而造成网络传输性能的下降情况。网络发生拥塞时，一般会出现数据丢失，时延加大，吞吐量下降，严重时甚至会导致“拥塞崩溃”的现象。
拥塞发生的主要原因在于网络能够提供的资源不足以满足用户的需求，这些资源包括缓存空间、链路带宽容量和中间节点处理能力，由于互联网是基于TCP/IP协议的网络，而TCP/IP协议提供的是一种“尽力而为”的传输服务，互联网的这种机制导致其缺乏“接纳控制”能力，在网络资源不足时不能限制用户的数量，只能依靠降低服务质量来继续为用户服务。
1网络流量不均衡引起的拥塞
$ns duplex-link $n0 $n2 2Mb 10ms DropTail
$ns duplex-link $n1 $n2 2Mb 10ms DropTail
$ns duplex-link $n2 $n3 2Mb 10ms DropTail
如图所示为流量分布的不均衡，图中带宽分布是均衡的，节点0与节点2之间，节点1与节点2之间，节点2与节点3之间链路带宽都是2Mb，在0和1都以2Mb/s的速率向2发送数据时，在2会发拥塞。
产生拥塞的主要原因：
（1） 存储空间不足。当一个端口收到几个输入端口的报文时，接收的报文就会在这
个端口的缓冲区中排队。如果端口没有足够的存储空间存储，在缓冲区占满时，报文就会被丢弃，对突发的数据流更是如此。适当增加存储空间在某种程度上可以缓解拥塞，但是如果过于增加存储空间，报文会因在缓冲区中排队时间过长而超时，源端会认为他们已经被丢弃而选择了重发，从而浪费了网络的资源，
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? ? ? ? ? 计算机网络的拥塞控制与流量控制 服务质量QoS 移动IP技术 移动自组网络技术 无线传感器网络 无线Mesh网络 网络安全 计算机网络的拥塞控制与流量控制 ...本文通过对网络流量控制与拥塞控制技术进行概念解读,并对通信网络中存在拥塞的原因和需 要进行流量控制的原因进行阐释。介绍现有拥塞控制的技术和现有流量控制的技术;...流量控制与拥塞控制区别
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计算机网络中的拥塞控制和流量控制
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基于UDP传输协议的实现分析之流量和拥塞控制
基于UDP的数据传输协议是一种互联网数据传输协议。UDT的主要目的是支持高速广域网上的海量数据传输，而互联网上的标准数据传输协议TCP在高带宽长距离网络上性能很差。
作者：jimmee来源：| 18:18
对于一个带宽1Gbps, RTT为100ms的网络来说
BDP=1,000,000,000*0.1/8=12,500,000字节=12207K=12M
传统TCP接收窗口大小=65535byte=64K, 显然满足不了
udt使用包大小1500byte, 默认接口窗口大小为8192, 因此
接收窗口的大小为=,288,000字节=1M
因此, 可以看到udt的默认设置已经足够.
Congestion Control(拥塞控制)
1. 两个重要的参数：
congestion window size and the inter-packet sending interval
2. 主要的接口
1) init: when the UDT socket is connected.
2) close: when the UDT socket is closed.
3) onACK: when ACK is received.
4) onLOSS: when NACK is received.
5) onTimeout: when timeout occurs.
6) onPktSent: when a data packet is sent.
7) onPktRecv: when a data packet is received.
3. udt的拥塞算法：
On ACK packet received:
1) If the current status is in the slow start phase, set the
congestion window size to the product of packet arrival rate and
(RTT + SYN). Slow Start ends. Stop.
2) Set the congestion window size (CWND) to: CWND = A * (RTT + SYN) +16.
3) The number of sent packets to be increased in the next SYN period
(inc) is calculated as:
if (B &= C)
inc = 1/PS;
inc = max(10^(ceil(log10((B-C)*PS*8))) * Beta/PS, 1/PS);
where B is the estimated link capacity and C is the current
sending speed. All are counted as packets per second. PS is the
fixed size of UDT packet counted in bytes. Beta is a constant
value of 0.0000015.
4) The SND period is updated as:
SND = (SND * SYN) / (SND * inc + SYN).
Java代码&&&*/&&&&&&&public&void&onACK(long&ackSeqno){&&&&&&&&&&&//increase&window&during&slow&start&&&&&&&&&&&if(slowStartPhase){&&&&&&&&&&&&&&&congestionWindowSize+=ackSeqno-lastAckSeqN&&&&&&&&&&&&&&&lastAckSeqNumber&=&ackSeqno;&&&&&&&&&&&&&&&//but&not&beyond&a&maximum&size&&&&&&&&&&&&&&&if(congestionWindowSizesession.getFlowWindowSize()){&&&&&&&&&&&&&&&&&&&slowStartPhase=false;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&if(packetArrivalRate0){&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&packetSendingPeriod=1000000.0/packetArrivalR&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&&&&&&else{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&packetSendingPeriod=(double)congestionWindowSize/(roundTripTime+Util.getSYNTimeD());&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&}else{&&&&&&&&&&&&&&&//1.if&it&is&&not&in&slow&start&phase,set&the&congestion&window&size&&&&&&&&&&&&&&&//to&the&product&of&packet&arrival&rate&and(rtt&+SYN)&&&&&&&&&&&&&&&double&A=packetArrivalRate/*(roundTripTime+Util.getSYNTimeD());&&&&&&&&&&&&&&&congestionWindowSize=(long)A+16;&&&&&&&&&&&&&&&if(logger.isLoggable(Level.FINER)){&&&&&&&&&&&&&&&&&&&logger.finer(&receive&rate&&+packetArrivalRate+&&rtt&&+roundTripTime+&&set&to&window&size:&&+(A+16));&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&//no&rate&increase&during&slow&start&&&&&&&&&&&if(slowStartPhase)&&&&&&&&&&&&&&//no&rate&increase&&immediately&&after&a&NAK&&&&&&&&&&&if(loss){&&&&&&&&&&&&&&&loss=false;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&//4.&compute&the&increase&in&sent&packets&for&the&next&SYN&period&&&&&&&&&&&double&numOfIncreasingPacket=computeNumOfIncreasingPacket();&&&&&&&&&&&&&&//5.&update&the&send&period&&&&&&&&&&&double&factor=Util.getSYNTimeD()/(packetSendingPeriod*numOfIncreasingPacket+Util.getSYNTimeD());&&&&&&&&&&&packetSendingPeriod=factor*packetSendingP&&&&&&&&&&&//packetSendingPeriod=0.995*packetSendingP&&&&&&&&&&&&&&statistics.setSendPeriod(packetSendingPeriod);&&&&&&&}&&&
On NAK packet received:
1) If it is in slow start phase, set inter-packet interval to
1/recvrate. Slow start ends. Stop.
2) If this NAK starts a new congestion period, increase inter-packet
interval (snd) to snd = snd * 1.125; Update AvgNAKNum, reset
NAKCount to 1, and compute DecRandom to a random (average
distribution) number between 1 and AvgNAKNum. Update LastDecSeq.
3) If DecCount &= 5, and NAKCount == DecCount * DecRandom:
a. Update SND period: SND = SND * 1.125;
b. Increase DecCount by 1;
c. Record the current largest sent sequence number (LastDecSeq).
/*&(non-Javadoc)&&&&&&*&@see&udt.CongestionControl#onNAK(java.util.List)&&&&&&*/&&&&&&public&void&onLoss(ListlossInfo){&&&&&&&&&&loss=true;&&&&&&&&&&long&firstBiggestlossSeqNo=lossInfo.get(0);&&&&&&&&&&nACKCount++;&&&&&&&&&&/*1)&If&it&is&in&slow&start&phase,&set&inter-packet&interval&to&&&&&&&&&&&&&&1/recvrate.&Slow&start&ends.&Stop.&*/&&&&&&&&&&if(slowStartPhase){&&&&&&&&&&&&&&if(packetArrivalRate0){&&&&&&&&&&&&&&&&&&packetSendingPeriod&=&100000.0/packetArrivalR&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&else{&&&&&&&&&&&&&&&&&&packetSendingPeriod=congestionWindowSize/(roundTripTime+Util.getSYNTime());&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&slowStartPhase&=&false;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&long&currentMaxSequenceNumber=session.getSocket().getSender().getCurrentSequenceNumber();&&&&&&&&&&//&2)If&this&NAK&starts&a&new&congestion&epoch&&&&&&&&&&if(firstBiggestlossSeqNolastDecreaseSeqNo){&&&&&&&&&&&&&&//&-increase&inter-packet&interval&&&&&&&&&&&&&&packetSendingPeriod&=&Math.ceil(packetSendingPeriod*1.125);&&&&&&&&&&&&&&//&-Update&AvgNAKNum(the&average&number&of&NAKs&per&congestion)&&&&&&&&&&&&&&averageNACKNum&=&(int)Math.ceil(averageNACKNum*0.875&+&nACKCount*0.125);&&&&&&&&&&&&&&//&-reset&NAKCount&and&DecCount&to&1,&&&&&&&&&&&&&&nACKCount=1;&&&&&&&&&&&&&&decCount=1;&&&&&&&&&&&&&&/*&-&compute&DecRandom&to&a&random&(average&distribution)&number&between&1&and&AvgNAKNum&*/&&&&&&&&&&&&&&decreaseRandom&=(int)Math.ceil((averageNACKNum-1)*Math.random()+1);&&&&&&&&&&&&&&//&-Update&LastDecSeq&&&&&&&&&&&&&&lastDecreaseSeqNo&=&currentMaxSequenceNumber;&&&&&&&&&&&&&&//&-Stop.&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&//*&3)&If&DecCount&=&5,&and&NAKCount&==&DecCount&*&DecRandom:&&&&&&&&&&else&if(decCount=5&&&&nACKCount==decCount*decreaseRandom){&&&&&&&&&&&&&&//&a.&Update&SND&period:&SNDSND&=&SND&*&1.125;&&&&&&&&&&&&&&packetSendingPeriod&=&Math.ceil(packetSendingPeriod*1.125);&&&&&&&&&&&&&&//&b.&Increase&DecCount&by&1;&&&&&&&&&&&&&&decCount++;&&&&&&&&&&&&&&//&c.&Record&the&current&largest&sent&sequence&number&(LastDecSeq).&&&&&&&&&&&&&&lastDecreaseSeqNo=&currentMaxSequenceNumber;&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&&&&&&statistics.setSendPeriod(packetSendingPeriod);&&&&&&&&&&&&&&&&}&&&
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订阅51CTO邮刊流量控制与拥塞控制的区别。为什么要把流量控制与拥塞控制分为两个名词？ - 知乎98被浏览6303分享邀请回答register u_int cw = tp-&snd_cwnd;
register u_int incr = tp-&t_maxseg;
if (cw & tp-&snd_ssthresh)
incr = incr * incr / cw ;
tp-&snd_cwnd = min(cw + incr, TCP_MAXWIN&&tp-&snd_scale);
慢启动的原则就是收到一个ACK窗口大小就续一个。但是如果当前的拥塞窗口大小小于慢启动的阈值，增加值为1除以拥塞窗口大小并加上一个常量，而拥塞窗口的上限又等于连接发送窗口的最大值，所以使用这样一个过程进行拥塞控制，更新拥塞窗口的大小。另外，题主你觉得和流量控制在定义和方法上存在重复的那是端到端拥塞控制，这是在网络层没有提供对于拥塞控制的显式支持。所以只能通过对传输层的网络行为（丢包、时延）观察判定拥塞是否发生，如果发生就相应的减小窗口值。但还存在网络辅助的拥塞控制，比如网络组件（路由器）向发送方提供关于拥塞的反馈。[1] Kurose, James F. Computer Networking: A Top-Down Approach Featuring the Internet, 3/E. Pearson Education India, 2005.[2] Wright, Gary R., and W. Richard Stevens. TcP/IP Illustrated. Vol. 2. Addison-Wesley Professional, 1995.7012 条评论分享收藏感谢收起以下试题来自：
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