TCP拥塞控制分析

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1、----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方TCP拥塞控制分析摘要：随着计算机网络的飞速发展，网络用户数量急剧增加，Internet在各个领域也发挥越来越重要的作用，但随着其流量的急剧增加，由此引发的网络拥塞已经成为制约网络发展和应用的瓶颈问题。拥塞容易造成传输延迟和吞吐量等性能指标的下降，严重影响带宽、缓存等网络资源的利用率。TCP作为应用最广泛的传输协议，它的拥塞控制已经成为其成功的关键。本文针对这一现象对TCP性能及拥塞控制进行研究，我们将简单探讨网络拥塞出现的原因，着重介绍TCP拥塞控制的

2、原理并分析四个TCP拥塞控制算法，最后论述TCP拥塞控制所面临的问题，根据此提出进一步的研究方向。关键词：TCP拥塞、拥塞控制、TCPTahoe、TCPReno、TCPSACK、TCPVegas1.拥塞产生的原因拥塞是一种持续过载的网络状态，此时用户对网络资源（包括链路带宽，存储空间和处理器的处理能力等）的需求超过了其固有的容量。拥塞导致的直接结果就是分组丢失率增加，端到端延时加大，甚至有可能使整个系统发生崩溃。网络产生拥塞的根本原因在于用户或端系统提供给网络的负载大于网络资源容量和处理能力，即网络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

3、量和中间结点的处理能力等，使其产生数据包时延增加、丢弃概率增大、上层应用系统性能显著下降等典型现象。拥塞产生的直接原因有三点：（1）存储空间不足。缓存的容量不够大，当缓存已经装满，没有空闲的空间时就只能将新到达的分组丢弃。（2）带宽容量不足，低速链路对高速数据流的输入也会产生拥塞。任何信道带宽最大值为(为信道噪声平均功率，为信源平均功率，为信道带宽)[1]。要求所有信源发送的速率必须小于等于信道容量。（3）处理器处理能力弱，速度慢。低速链路对高速CPU也会产生拥塞。----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下

4、载最佳的地方----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方要避免拥塞的发生，必须对链路带宽、路由器处理速度和存储容量等问题予以考虑，尽可能使系统的各个部分相互匹配。但由于网络流量分布的不均衡性，随着用户数量和服务类型的增加，从根本上避免拥塞是不可能的。因此必须采取一定措施来尽可能避免网络拥塞，是网络尽快从拥塞中恢复出来。2.TCP拥塞控制TCP是建立在Internet体系结构中网络层和应用层之间的传输层协议，端到端的通道为应用层提供了可靠有序的数据传输服务。TCP的主要目的是为了增强由Interne

5、tIP层所提供的尽最大努力服务的性能和控制网络中的数据流量，实现端到端的流量控制，以期能够有效地利用网络资源，消除或减少网络路由器中的拥塞，并使不同的数据流能够合理地共享使用网络资源。TCP拥塞控制是Internet稳定发展的主要因素，自从1986年Internet发生了首次网络拥塞[2]以来便激发了人们对TCP拥塞控制的广泛研究。它采用窗口控制机制，发送方维持着一个拥塞窗口变量来控制每次发送出但未被接收方接收的数据包的最大数量。目的节点在接收到数据包后会向源节点发送确认信息（ACK）。当窗口变量耗尽时源端就进入等待状态，直到下一个ACK到达才继续发送数据包。T

6、CP是一种加性增加乘性减少（AIMD）的拥塞控制算法。当发送方发现窗口内的一个报文发生丢失，就认为这个丢失是由于网络拥塞造成的，于是将窗口减半以减小发送速率，从而避免拥塞的加重；如果窗口的报文没有丢失则表明目前网络状况良好，发送者将窗口加倍从而增大了报文的发送速率。这种拥塞控制有两个特点：（1）自同步，当拥塞发生和ACK延迟的时候会自动减小源端的发送速率。（2）窗口控制源端的发送速率。虽然TCP拥塞控制算法种类繁多，但算法大多有四个部分组成[3]：（1）慢启动阶段：当建立一个新的TCP连接时，拥塞窗口（cwnd）被初始化为一个数据包大小。源端按cwnd的大小发送

7、数据，没收到一个ACK确认，cwnd就增加一个数据包发送量，继续这样的过程直到拥塞控制窗口增加至慢启动阀值，显然cwnd的增长将随RTT呈指数级增长，发送端向网络中发送的数据量将急剧增加。慢启动最初阀值被设为最大窗口值的一半，当窗口大小增加至启动阀值时慢启动阶段结束，进入拥塞避免阶段。----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方（2）拥塞避免阶段：当发现超时或者收到3个相同的ACK时，网络

8、即发生拥塞，此时进入拥塞