3.7 拥塞控制原理
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前言
- 表现
- 分组丢失：路由器缓存溢出
- 分组延迟过大：在路由器缓存中排队
- 拥塞控制 和 流量控制 的区别
拥塞的成因和代价
场景1：无限缓存
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两个senders和两个receivers
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一个路由器，无限缓存
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没有重传
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λin：主机AB发送的速率
λout：主机CD接收到的速率
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拥塞时分组延迟太大，达到最大throughput（吞吐率）
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- C为带宽，当发送速率超过C/2时，接收速率只能是一个恒定值，此时达到最大吞吐率
- 当λ靠近C/2时，时延无限大
场景2：丢包重传
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一个路由器，有限buffers
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Sender重传分组
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λin：发送的速率
λ’in：原始+重传
λout：接收
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情况a：Sender能够通过某种机制获知路由器buffer，有空闲才发：λin = λout（goodput）
- 但是λin和λout不可能大于R/2，因为超过就没有空闲
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情况b：丢失后才重发：λ’in > λout
- 有效吞吐率变低，重传浪费资源
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情况c：分组丢失和定时器超时后都重发，λ’in变得更大
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拥塞代价
- 对给定的”goodput“，需要做更多工作
场景3：多跳
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四个发送方
- 多跳
- 超时、丢失时重传
- 另一个代价
- 红线和绿线竞争，如果红线的分组到到达了R2，意味着R1已经成功地处理了转发路由。但是如果该分组在R2丢弃了，意味着在R1的操作白费了
- 当分组被丢弃时，任何用于该分组的“上游”传输能力全部被浪费掉
- 可以看到当λ’in很大的时候λout几乎为0，意味着网络瘫痪
拥塞控制的方法
- 方法一：端到端的拥塞控制
- 网络层（路由器）不需要显式的提供支持
- 端系统通过观察loss，delay等网络行为判断是否发生拥塞
- TCP采取这种方法
- 方法二：网络辅助的拥塞控制
- 路由器向发送方显式地反馈网络拥塞信息
- 简单的拥塞提示（1bit）：SNA、DECbit、TCP/IP ECN、ATM
- 指示发送方应该采取何种速率
- Q：为什么这件事情要放在传输层和不放在应用层？
ATM ABR拥塞控制（非考点，没看）
- 网络辅助拥塞控制
