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文档简介

网络拥塞控制基础22一.网络拥塞现象

目前，网络是建立在TCP/IP协议族的基础上，采用IP协议实现网络之间的数据传送。IP协议是基于分组交换的网络层协议，用户数据以IP数据分片（数据包、数据分组）的形式在发送端与接收端传送。当网络中存在超量的数据包时，网络的性能就会下降，对用户而言，其通信的性能（吞吐量、时延、丢包率等）也就变差，导致其对通信服务的满意度降低，这种现象称为拥塞。33数据分组

通常我们将要发送的整块数据称为一个报文。在发送报文之前，先将较长的报文划分成为一个个更小的等长数据段，例如，每个数据段为1024bit。在每一个数据段前面，加上一些必要的控制信息组成首部（header）后，就构成了一个分组。分组又称为“包”,首部又称为“包头”。分组是在因特网中传送的数据单元。4455二.拥塞控制的基本问题端系统A端系统B101….101101图2一种最简单的网络数据传输场景66

为了避免网络拥塞，一种思路是在建立网络时，将整个网络的参数保存在端系统，采用全局静态规划的方法，预先对每个端系统分配好传输策略，防止网络节点出现排队现象。对于图2的场景而言，将网络交换机的处理能力参数保存在端系统A，那么端系统A就可以控制发送速率不超过网络交换机的处理能力。在多用户发送的场景下，每个用户被分配一定的带宽，发送时不允许超过配额的带宽，以确保发送到网络交换机的聚合流量不能超过其处理能力。但对于开放异构型网络，不太可能做全局网络规划，因此不太适用。77

因此，研究人员普遍采用基于反馈的方法来设计网络拥塞控制机制。当检测到网络发生拥塞时，向数据发送端发送拥塞信号，减缓发送速率，降低网络负载，减缓、避免网络拥塞。

采用基于反馈的拥塞机制，需要解决以下基本问题： 1）网络拥塞测量:如何精确度量网络拥塞状态； 2）拥塞信息反馈：如何将拥塞状态及时反馈到数据发送端； 3）拥塞响应策略：如何根据拥塞状态调整数据发送策略88三.两种拥塞控制机制

根据对上述三个基本问题的回答，就构成了完整的拥塞控制机制，三个方面相互配合，以实现对网络带宽的最大化利用，并避免形成网络拥塞。根据拥塞状态信息的反馈方式，可归纳为隐式拥塞控制机制和显式拥塞控制机制。991.隐式网络拥塞测量

隐式拥塞控制机制在接收端系统检测网络拥塞状态信息，然后反馈到发送端系统，发送端系统根据反馈的拥塞状态信息，调整发送速率，控制发送到网络中的数据量。

可检测到的状态信息： 1.数据包传输延迟状态 2.数据包是否丢失 3.数据包头和内容数据是否改变10102.显式拥塞通知

显式拥塞通知机制通过标记数据包头（首部）中的一个比特位，通知接收端出现网络拥塞，接收端再利用一个比特位，将拥塞信息反馈到发送端，发送端检测到该比特位，则按网络拥塞反馈进行响应，降低发送速率。

显式拥

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