计算机网络英文课件：lecture-12- Congestion Control.ppt

计算机网络中的拥塞控制是网络通信中的一个核心问题，它主要关注如何有效地管理网络资源，以避免因数据传输过快而导致的性能下降。本讲座主要探讨了拥塞控制的基本原理，通过不同场景来分析拥塞的原因及其代价，并讨论了应对拥塞的不同策略。 拥塞通常被定义为“太多的数据源以过快的速度发送过多数据，超过了网络的处理能力”。这与流量控制不同，流量控制主要关注单个连接的速率，确保接收方能跟上发送方的速率，而拥塞控制则关注整个网络的健康状态。 在第一种场景中，有两个发送方和两个接收方，它们通过一个路由器进行通信。当路由器的缓冲区无限大时，即使在网络拥塞时，也不会发生丢包，但会出现大的延迟。这种情况下，最大可达到的吞吐量取决于共享输出链路的带宽。 第二种场景引入了有限的路由器缓冲区和重传机制。当数据包丢失并被重新传输时，尽管能够恢复丢失的数据，但会增加额外的延迟，导致吞吐量下降。同时，由于不必要的重传，网络带宽的有效利用率降低，因为同一数据包可能会被多次传输。 第三种情况考虑了多个发送方、多跳路径以及超时重传。随着发送方数量和网络路径长度的增加，拥塞的可能性和后果变得更加严重。一旦数据包被丢弃，意味着之前为传输该数据包所占用的上游带宽就被浪费了。 针对拥塞控制，有两类主要的策略：端到端的拥塞控制和网络辅助的拥塞控制。端到端的拥塞控制不依赖于网络的直接反馈，而是依赖发送方对网络状况的推断，例如TCP中的慢启动、拥塞避免和快速重传/恢复算法。这些算法通过调整发送方的发送速率来尝试预测和避免网络拥塞。 网络辅助的拥塞控制则涉及路由器或其他中间节点提供关于网络状态的反馈信息，如 Explicit Congestion Notification (ECN) 标志，这可以告诉发送方网络可能即将拥塞，从而提前采取措施。 拥塞控制的目标是平衡网络资源的使用，减少丢包和延迟，提高网络的整体效率。这需要综合运用各种算法和技术，包括流量整形、拥塞窗口的动态调整、丢包反馈机制等，以实现高效且稳定的网络通信。