tcp拥塞避免和控制 毕业论文

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1、TCP拥塞避免和控制摘要：拥塞控制已成为确保Internet稳定性、鲁棒性的关键因素。由于TCP协议总是认为丢包是网络拥塞所造成的，使得其在高误码率的无线信道中性能下降较大。提出一种无线网络中TCP的拥塞控制算法。应用该算法，源节点能够在发生拥塞时迅速降低发送速率，以缓解拥塞；也能在无线信道丢包时，迅速重传，避免网络资源浪费。通常的拥塞情况有三种。仿真结果表明，该算法能够较好地适应无线环境，使TCP的性能提高大约5％一18％。针对目前TCP拥塞控制机制中存在的实际问题，提出了一系列新的拥塞控制机制，包

2、括COS-Slow-Start和快速重传(Fastretransmit）等。关键字：有限/无限缓存（Limitedcachingorunlimitedcaching）带宽（bandwidth）慢启动（slowstart）快速重传(Fastretransmit）快速恢复（quickrecovery）一、TCP拥塞控制主要三个问题：1.一个TCP发送方是如何控制它向其连接发送流量的速率；2.一个TCP发送方是如何感知从它到目的地之间的路径上存在拥塞；3.当发送方感知拥塞时利用什么策略（算法）来改变其发送速

3、率。二、TCP拥塞的三种情况：情况1：两个发送方和一个具有无穷大缓存的路由器（如图3-43）假设主机A中的应用程序以平均速率字节、秒将数据发送到连接中(例如，通过一个套接字将数据传递给运输层)。这些数据都是原始数据，意味着每个数据单元仅向套接字中发送一次。下面的运输层协议是一个简单的协议。数据被封装发送，不执行差错恢复（如重传）、流量控制或拥塞控制。忽略由于添加运输层和较低曾首部信息而引起的额外开销，因此在第一种情况下，主机A向路由器提供流量的速率是字节/每秒。主机B也以同样的方式运行，为了简化问题，

4、我们假设它是以速率字节/每秒发送数据。来自主机A和主机B的分组通过一台路由器，在一段容量为R的共享式输出链路上传输。该路由器有缓存，可用于分组到达速率超过该输出链路的容量时存储输出的分组。在此第一种情况下，我们将假设路由器有无限量的缓存空间。[1]图3-44描绘出了在第一种情况下主机A的连接性能。右边的图形描绘了每连接的吞吐量与该连接发送速率之间的函数关系。当发送速率在0~R/2之间时。接收方的吞吐量等于发送方的发送速率，即发送方发送的所有数据经一定时延后到达接收方。然而当发送方速率超过R/2时，它的

5、吞吐量只能达到R/2。这个吞吐量上限是由两个连接之间对链路容量的共享所造成的。链路不能以超过R/2的稳定状态速率向接收方交付分组。无论主机A还是主机B将其发送速率设置为多高，它们都不会看到超过R/2的吞吐量[2]情况2：两个发送方和一个具有有限缓存的路由器参见图3-45.首先，假定路由器缓存的容量有限的。这种假设接近实际的情况，其结果是当分子到达一个已满的缓存时会被丢弃。其次，假定每个连接都是可靠的。如果一个包含有运输层报文段的分组在路由器中被丢弃，那么它终将被发送方重传。由于分组可以被重传，所以我们

6、现在鼻息更谨慎地使用术语发送速率。特别是，我们再次以字节/每秒表示应用程序将初始数据发送到套接字中的速率。运输层向网络中发送报文段的速率用字节/每秒表示。该速率有时被称为对网络的供给载荷。[3]图3-36第一个图，从吞吐量的家督看，性能是理想的，即发送的每一个分组都收到。注意在这种情况下，平均主发送速率不能超过R/2，因为假定不发生分组丢失。下面我们考虑一种更实际的情况，发送放仅当在确定了一个分组丢失时才重传。（我们对所做的假设在做一些扩展。然而，发送主机也有可能将超时时间设置得足够长，以虚拟地确保一

7、个已经丢失的分组还没有被确认。）在这种情况下，性能就可能与图3-36的第二幅图所示的情况相似。为了理解这里发生的情况，了、考虑一下供给载荷等于R/2的情况。根据第二幅图，在这一载荷值时，数据被交付到接收方应用程序的速率是R/3，因此，在所传输的0.5R单位数据中，平均来看，0.333R字节/秒是原始数据，而0.166R字节/秒是重传数据。[4]图3-46情况2中具有有限缓存时的性能情况3：四个发送方，具有有限缓存的多台路由器和多条路径在最后一种拥塞情况中，有四台发送方、具有4台主机传输分组，每台都是在

8、交叠的两条路径上传输，如图3-47所示。我们在此假设每台主机采用超时？重传机制来实现可靠的数据传输服务，所有的主机都有相同的值，所有路由器的链路容量都是R字节/秒。我们考虑从主机A到主机C的连接，该连接经过路由器R1和R2。A—C连接与D—B连接共享路由器R1，并与B—D连接共享路由器R2。但非常小时，路由器的缓存溢出是很少见的（和拥塞情况1、拥塞情况2一样），吞吐量接近供给载荷。但稍微增大时，吞吐量也相应地增大，当更多的原始数据传输到网络中并交付到目的