大家可能都听说过拥塞控制和流量控制,想必也有一些人可能还分不清拥塞控制和流量控制,进而把他们当作一回事。拥塞控制和流量控制虽然采取的动作很相似,但拥塞控制与网络的拥堵情况相关联,而流量控制与接收方的缓存状态相关联。
也就是说,拥塞控制和流量控制是针对完全不同的问题而采取的措施。今天这篇文章,我们先来讲讲拥塞控制。
一、为何要进行拥塞控制?
为了方便,我们假设主机A给主机B传输数据。
我们知道,两台主机在传输数据包的时候,如果发送方迟迟没有收到接收方反馈的ACK,那么发送方就会认为它发送的数据包丢失了,进而会重新传输这个丢失的数据包。
然而实际情况有可能此时有太多主机正在使用信道资源,导致网络拥塞了,而A发送的数据包被堵在了半路,迟迟没有到达B。这个时候A误认为是发生了丢包情况,会重新传输这个数据包。
结果就是不仅浪费了信道资源,还会使网络更加拥塞。因此,我们需要进行拥塞控制。
二、如何知道网络的拥塞情况?
A与B建立连接之后,就可以向B发送数据了,然而这个时候A并不知道此时的网络拥塞情况如何,也就是说,A不知道一次性连续发送多少个数据包好,我们也把A一次性连续发送多少个数据包称之为拥塞窗口,用N代表此时拥塞窗口的大小吧。
为了探测网络的拥塞情况,我们可以采取以下两种策略:
1、先发送一个数据包试探下,如果该数据包没有发生超时事件(也就是没有丢包)。那么下次发送时就发送2个,如果还是没有发生超时事件,下次就发送3个,以此类推,即N = 1, 2, 3, 4, 5.....
(如果图片失效了,请到我的公众号阅读:5分钟读懂拥塞控制)
(图可能画的不大形象,,,,)
2、一个一个增加实在是太慢了,所以可以刚开始发送1个,如果没有发生超时时间,就发送2个,如果还是没有发送超时事件就发送4个,接着8个...,用翻倍的速度类推,即 N = 1, 2, 4, 8, 16...
无论是第一种方法还是第二种方法,最后都会出现瓶颈值。不过这里值得注意的是,第一种情况的增长速率确实有点慢,但是第二种情况以指数增长,增长速度有点太快了,可能一下子就到瓶颈值了。
为了解决这个过慢或过快的问题,我们可以把第一种方法和第二种方法结合起来。也就是说,我们刚开始可以以指数的速度增长,增长到某一个值,我们把这个值称之为阈值吧,用变量ssthresh代替。当增长到阈值时,我们就不在以指数增长了,而是一个一个线性增长。
所以最终的策略是:前期指数增长,到达阈值之后,就以一个一个线性的速度来增长。
(注:8之后其实是直线的,那里只是弯曲了一下)
我们也把指数增长阶段称之为慢启动,线性增长阶段称之为拥塞避免
三、到了瓶颈值之后怎么办?
无论是指数增长还是一个一个增长,最终肯定会出现超时事件,总不可能无限增长吧。当出现超时事件时,我们就认为此时网络出现了拥塞了,不能再继续增长了。我们就把这个时候的N的值称之为瓶颈值吧,用MAX这个字母来代替吧,即最大值。
                        
