Chapter_1(new) (1).ppt

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1、Chapter1CongestionControlandFlowControlinDataNetworksandInternetsSchoolofComputer张沪寅1Introduction拥塞发生在通过网络传输的分组数量开始接近网络的分组处理能力时。Objectiveofcongestioncontrol:目标是将网络中的分组数量维持在一定的水平之下，以免发生拥塞。2队列理论(QueuingTheory)数据网络是由一个队列组成的网络。如果分组到达的速率大于等于分组传输的速率，队列大小就不停地增长且分组经历的时延(Delay)变得越来越长。Ifarrivalrate>＝tr

2、ansmissionrate3队列理论(QueuingTheory)41.1拥塞的结果达到饱和点时采用的两种策略：如果没有缓存空间则丢弃进入的分组分组到达太快来不及作路由处理分组到达缓存速度快于从缓存输出速率达到饱合节点对其相邻节点实施流量控制措施可能会导致拥塞扩散到整个网络参见下页图510.1拥塞的结果561.1拥塞的结果1.理想的性能(IdealPerformance)每个节点有无限大的缓存，又不存在与分组传输或拥塞控制相关的额外开销。网络吞吐量随着负载的增加而增加，直到供给负载等于网络全部容量，归一化的吞吐量对于更高的输入负载仍保持在1.0。当供给负载等于网络的全部

3、容量时，分组时延增加网络能力为吞吐量与时延之比Power=throughput/delay吞吐量越大时延越大710.1拥塞的结果81.1拥塞的结果2.实际的性能(PracticalPerformance)有限的缓存，每个分组的处理都有额外的开销若不进行拥塞控制，负载的增长会导致网络进入中等的拥塞状态；网络吞吐量的增长速率慢于负载的增长速度（A点）负载不可能均匀地分布在整个网络上网络试图选择低拥塞区平衡负载，路由选择产生额外开销降低数据分组的容量网上的负荷进一步增加导致时延增长，最终使吞吐量降到0（B点）910.1拥塞的结果101.2拥塞控制(CongestionControl

4、)1.反压(Backpressure)请求源端减小向目的站的数据发送速率流量限制方向传到各信源，限制新分组进入网络选择流量大的链路采用反压用于逐跳流控的面向连接的网络2.阻流分组(Chokepacket)网络中的拥塞节点产生的控制分组，它被传回源节点以便限制通信量进入网络，要求源端系统减小向目的端系统的数据发送速率阻流分组的例子：ICMP的源站抑制因缓存溢出而丢弃数据包时，可用源站抑制方法111.2拥塞控制(CongestionControl)3.隐式拥塞信令(Implicitcongestionsignaling)源端通过传输时延增加和分组丢失检测到拥塞后减少流量。由端系

5、统完成，无需其他节点参与适合无连接或数据报方式的网络(IP)适合面向连接的网络(帧中继网络,LAPF控制协议)121.2拥塞控制(CongestionControl)4.显示拥塞信令(Explicitcongestionsignaling)网络会对网络中正形成的拥塞向端系统发出警告，而端系统则应采取措施降低对网络的供给负担。方向(Direction)：显示拥塞信令信号可向2个方向传送反向(Backward)：通知源站对与收到分组方向相反的流量采取拥塞避免措施。反向信息：改变数据分组头部某些位，或者是单独发控制分组前向(Forward)：通知用户对与收到分组方向相同的流量采取措施

6、，前向信息如上述。端系统可返回源端或上层进行流量控制。分类(Categories)二进制(Binary)：拥塞节点对转发的数据分组某位置1，源站收到降低流量基于信用量(Credit-based):表示允许源站发送的字节数或分组数基于速率(rate-based):在一逻辑连接上源站发送的控制分组有明确的数据率上限131.2拥塞控制(CongestionControl)141.3通信量管理(TrafficManagement)1.公平性(Fairness)最后到达首先丢弃的策略是不公平的，可以采用一些技术实现公平性(如,每个队列的缓存大小相同)2.服务质量(QualityofServ

7、ice)网络拥塞时，不同需求的流量应得到的QoS的不同声音，视频：对时延敏感，对丢失不敏感文件传送，邮件：对时延不敏感，对丢失敏感交互计算：对时延和丢失都敏感不同的流量应有不同的优先级3.预留(Reservations)策略：制订一个通信量合约，过量的通信量要么丢弃要么以尽力而为传输的方式处理151.4分组交换网中拥塞控制(CongestionControlinPacket-SwitchingNetworks)