6---流量和拥塞控制.ppt

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1、第6章流量和拥塞控制FundamentalofCommunicationNetworks通信网络理论基础第6章内容概述6.1流量和拥塞控制概论6.2流量和拥塞控制技术6.3实际系统中的流量和拥塞控制算法第6章内容概述6.1流量和拥塞控制概论6.2流量和拥塞控制技术6.3实际系统中的流量和拥塞控制算法在实际通信系统中，节点的存储容量和处理能力、链路的传输能力都是有限的，这决定了网络运载的业务量是有限的。当外部输入的业务量大于网络能处理的业务量，或者发端的业务量大于接收端可接纳的业务量，如果不采取措施，就会使瓶颈链路的队列增加，导致缓冲区耗尽，分组被丢弃或者分组的时延超过规定的要

2、求。即使外部输入的业务量小于网络能处理的业务量，在网络的某个局部也会出现分组聚集的现象，导致分组时延增加或丢失率增加。随着输入业务量的增加，会导致网络的通过量大大下降，时延大大上升。6.1流量和拥塞控制概论(1)当报文在网络中经历了比所期望的时延更长的时间时，就认为网络产生了拥塞。当网络发生拥塞时，只能有很少的信息流动，而且拥塞会很快的延伸，甚至导致“死锁”。发生死锁时，网路中几乎没有分组能够传送。这就要求采用必要的流量和拥塞控制措施，从而保证网络正常运行。6.1流量和拥塞控制概论(2)流量控制：对网络上的两个节点之间的数据流量施加限制，主要目的是让接收端来控制链路上的平均数

3、据速率，以满足接收端本身的承受能力，以免过载。拥塞控制：目的是将网络内的报文分组数目保持在某一量值之下，超过这一量值，分组的平均时延将急剧增加。6.1流量和拥塞控制概论(3)6.1流量和拥塞控制概论(4)理想情况:只要输入负载低于网络容量，网络应传送全部已递交分组。当输入负载超过网络容量时，网络(仍是理想情况)应继续以最大容量传送分组。实际情况：如果为无流控网络，当输入负载低于某一定值时，网络才能传送全部输入负载。当输入负载的增长超过这一定值时，网络的实际吞吐量与理想曲线开始分离。随着输入负载的进一步提高，网络的吞吐量开始下降。输入业务量越高，实际传递的业务量越低。在某种情况

4、下，足够高的输入负载会导致死锁，网络中几乎没有成功分组的传递。流量控制和拥塞控制的区别流量控制(简称流控)仅涉及到给定发送节点到给定接收节点之间的点对点业务流。流控的任务是保证快速发送的节点不会连续发送速率高于接收节点可接收速率的数据。流控的过程几乎都会有一个直接来自接收端的反馈，它告诉发端接收节点目前的状态。拥塞控制是保证子网能运载所提交给网络的业务，它是一个涉及到全网的问题，它涉及到所有主机、路由器(节点)、路由器(节点)中存储转发的过程以及所有其他减少网络运载能力的因素。6.1流量和拥塞控制概论(5)流量控制和拥塞控制的举例例1：一个网络其传输容量为1000Gb/s，一

5、个超级计算机利用该网络以1Gb/s的速率向一个PC发送一个文件。尽管网络不会有拥塞问题，但需要流控，以不断地暂停超级计算机的传输，从而使PC有机会处理数据。6.1流量和拥塞控制概论(6)流量控制和拥塞控制的举例例2：一个分组网的各链路的速率为1Mb/s，有1000个大型计算机连入该网络，其中一半的计算机要向另一半的计算机以100kb/s的速率传输文件。这里没有高速发送节点使接收端溢出的问题(即没有流控的问题)，但是存在着总的呈现给网络的业务量大于网络能处理的业务量问题，因而需要采用拥塞控制。6.1流量和拥塞控制概论(7)网络拥塞举例分析6.1流量和拥塞控制概论(8)链路上的数

6、字代表其通信容量(kb/s)网络的业务需求:主机B至主机A的业务需求量为λBAkb/s，主机C至主机D的业务需求量为λCDkb/s。B到A的路径：B→Y→X→AC到D的路径：C→Z→X→D网络拥塞举例分析6.1流量和拥塞控制概论(8)链路上的数字代表其通信容量(kb/s)试着分析以下四种情况1)λBA=7kb/s，λCD=0；2)λBA=(8+δ)kb/s(δ>0)，λCD=0；3)λBA=7kb/s，λCD=7kb/s；4)λBA=(8+δ)kb/s(δ>0)，λCD=7kb/s网络拥塞举例分析6.1流量和拥塞控制概论(9)1)λBA=7kb/s，λCD=0此时B到A的业务

7、请求能够在现有网络容量下得到解决，不会出现拥塞情况。这里分组发往主机A的速率与从主机B发送的速率相同。链路B→Y，Y→X，X→A每一段的速率均为7kb/s。网络拥塞举例分析6.1流量和拥塞控制概论(10)2)λBA=(8+δ)kb/s(δ>0)，λCD=0这时，提交网络的分组速率高于X→A链路能够处理的速率。因此，在某一时刻，X节点的缓冲区满，导致从节点Y发出的分组被丢弃，得不到确认。由于Y节点保留未确认分组以便重发，最后Y节点缓冲区满。这样会造成另一个很有意思的现象：由于节点X能传送8kb/s，而最初