7. TCP可靠传输的实现( 二 )


流量控制就是让发送方得的发送速率不要太快,要让接收方来得及接收 。
(3)、实现方式
利用滑动窗口机制可以很方便地在TCP连接上实现对发送方的流量控制 。
TCP接收方利用自己的接收窗口的大小来限制发送方发送窗口的大小 。TCP发送方收到接收方的零窗口通知后,应启动持续计时器 。持续计时器超时后,向接收方发送零窗口探测报文 。当之前发送方应尽接收过了来自接收方的零窗口报文,但是接收方再次发送相应的改变发送窗口的大小的通知,如果其丢失,则会造成死锁,所以零窗口探测报文是用来打破这种僵局的 。如下图所示
(4)、进行流量控制的过程
如下图所示
说明
seq表示的是该数据段的首字节序号,ACK表示的是确认分组,ack表示的是对相应的序号之前的数据进行累计确认,rwnd表示的是接收方的接收窗口大小,显然上图进行了三次流量控制 。
5. 拥塞控制
(1)、为什么需要拥塞控制?
拥塞:在某段时间,如果网络中的某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分,网络性能就会变坏 。
如果出现拥塞而不进行控制,整个网络的吞吐量将随输入负荷的增大而下降 。
(2)、前提摘要
下面我们介绍的四种算法原理,假定如下条件:
数据是单方向传送,而另一个方向只传送确认 。接收方总是有足够大的缓存空间,因而发送方发送窗口的大小由网络的拥塞程度来决定 。以最大报文段MSS的个数为讨论问题的单位,而不是以字节为单位 。
(3)、慢开始、拥塞避免
慢开始、拥塞避免的过程说明
刚开始的时候cwnd设置为1,门限值设置为为16,慢开始阶段,cwnd以乘以2的速度进行增长,当到达门限值的时候,开始拥塞避免算法,cwnd以1进行线性增长 。当发现超时重传时,判断出现拥塞,cwnd重新设置为1,将的值设置为发生拥塞时的cwnd的值的一半,重新开始慢开始算法 。(数据自定)
(5)、为什么需要快重传和快恢复算法?
有时候,个别报文段会在网络中丢失,但实际上网络并未发生拥塞 。这将导致发送方超时重传,并误认为网络发生了拥塞;发送方把拥塞窗口cwnd又设置为最小值1,并错误地启动慢开始算法,因而降低了传输效率 。
(4)、快重传
快重传:就是使发送方尽快进行重传,而不是等超时计时器超时再进行重传 。
要求接收方不要等待自己发送数据时才进行捎带确认,而是进行立即发送确认 。即使收到了失序的报文段也要立即发出对已收到的报文段的重复确认 。发送方一旦收到了3个连续的重复确认,就将相应的报文段立即重传,而不是等该报文段的超时计时器超时再重传 。
快重传的过程说明
发送方向接收方发送数据,发送数据M1、M2后都收到了接收方的确认,但是数据M3丢失,因此,发送方还会继续发送数据M4、M5、M6;接收方会一直向发送方发送重复确认M2,发送方接收到三个重复确认后,对该报文段立即重传,而不是等到超时计时器超时 。
(5)、快恢复
快恢复的过程说明
刚开始的时候cwnd设置为1,门限值设置为为16,慢开始阶段,cwnd以乘以2的速度进行增长,当到达门限值的时候,开始拥塞避免算法,cwnd以1进行线性增长 。当发现超时重传时,判断出现拥塞,cwnd重新设置为1,将的值设置为发生拥塞时的cwnd的值的一半,重新开始慢开始算法、拥塞避免算法到cwnd为16,此时发送方收到3个重复确认,从而启动快重传、快恢复算法设置为8,然后进行拥塞避免算法 。(数据自定)