一、拥塞控制基本概念

　　在某段时间内，若对网络中某资源的需求超过了该资源所能提供的部分，网络的性能就要变坏--产生拥塞（congestion）。出现资源拥塞的条件是：

　　　　对资源需求的总和>可用资源

　　若网络中产生拥塞，网络的性能就要明显变化，整个网络的吞吐量将随输入负荷的增大而下降。

　　拥塞控制 vs 流量控制

　　1）拥塞控制索要做的事情只有一个前提，就是使网络能够承受现有的网络负荷；

　　2）拥塞控制是一个全局性的过程，涉及所有的主机、所有的路由器以及与降低网络传输性能有关的所有因素；

　　3）流量控制往往指在给定的发送端和接收端之间的点对点通信的控制；

　　4）流量控制所要做的就是抑制发送数据的速率，以便使接收端来得及接收；

　　5）拥塞控制是很难设计的，因为它是一个动态的（而不是静态的）问题；

　　6）当前网络正朝着告诉化的方向发展，这很容易出现缓存不够大而造成分组的丢失。但分组的丢失是网络发生拥塞的征兆，而不是原因；

　　7）在许多情况下，甚至正式拥塞控制本身成为引起网络性能恶化甚至发生死锁的原因，这点应该特别引起重视。

拥塞控制又分为闭环控制与开环控制

1）开环控制就是在设计网络时事先将有关发生拥塞的因素考虑周到，力求网络在工作时不产生拥塞（感觉很难啊）

2）闭环控制是基于反馈环路的概念。属于闭环控制的有以下几种措施：

　　检测网络系统以便检测到拥塞在何时、何处发生；

　　将拥塞发生的信息传送到可采取行动的地方；

　　调整网络的运行以解决出现的问题。

二、拥塞控制的4种算法

　　发送端需要维护两个窗口：接收端窗口（由接收端将其放在TCP保温的首部的窗口字段通知发送端）；拥塞窗口（cwnd：发送端根据自己估计的网络拥塞程度而设置的窗口值，反映了网络的当前容量）。

　　　　　　　　发送端窗口的上限值=Min(rwnd,cwnd)

note:接收方总是有足够大的缓存空间，因为发送窗口的大小由网络的拥塞程度来决定，也就是说可以将发送窗口等同为拥塞窗口。

慢开始算法

步骤：

• 在主机刚刚开始发送报文段的时候可以将cwnd设置为1；
• 在每收到一个报文段确认后，将拥塞窗口加1；
  • note：每收到一个队新的报文段的确认后，将拥塞窗口加1，第二次就会收到两个确认，第三次就会收到4个确认，所以每一个轮次的传输，cwnd就会翻倍。
• 用这样的方法逐步增大发送端cwnd，可以是分总注入到网络的速率更加合理；
• 当慢开始的cwnd大小增大到规定的慢开始门限ssthresh之后，改用拥塞避免。

拥塞避免算法

拥塞窗口改为线性增加，每次增加1。

当cwnd<ssthresh时，使用慢开始算法；

当cwnd>ssthresh时，停止使用慢开始算法，改用拥塞避免算法；

当cwnd=ssthresh时，都可以；

无论是在慢开始阶段，还是在拥塞避免阶段，只要发送方判断出拥塞（没有按时收到确认），就把ssthresh设为发送窗口的一半（但不能小于2）（乘法减小），然后把cwnd设置为1，执行慢开始算法。（这样做的目的就是要迅速减少主机发送到网络中的分组数，是的发生拥塞的路由器有足够时间把队列中积压的分组处理完。

快重传算法

首先要求接收方没收到一个时序的报文段后就立即发出重复确认，发送方只要连续收到3个重复确认后，就应当立即重传尚未收到的报文段。

快恢复算法

当发送单收到连续三个重复的确认时，就执行“乘法减小”算法，把ssthresh设置为拥塞窗口的一半，但是接下去不是从头执行慢开始算法；

由于发送方现在认为网络很有可能没有发生拥塞，所以现在不执行慢开始算法，即拥塞窗口cwnd现在不设置为1，设置为新的ssthresh大小，从那个地方开始执行拥塞避免算法。

拥塞控制基本概念