慢启动与拥塞窗口

时间：2014-06-14 06:26:16 阅读：367 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

在局域网中，发送方一开始便向网络发送多个报文段，直至达到接收方通告的窗口大小为止。但是，如果收发双方不在同一个局域网中，那么发送方一直发送可能会出问题，因为中间路由器有可能发生拥塞，拥塞是指一个或者多个交换点的数据报超载而导致时延剧烈增加的现象。

为了解决这个问题，TCP支持一种被称为“慢启动”的算法，该算法通过观察到新分组进入网络的速率应该与另一端返回确认的速率相同而进行工作。为了控制拥塞，TCP使用了第二个窗口（第一个是控制流量的滑动窗口）限制，即拥塞窗口限制。拥塞窗口是发送方使用的流量控制，而滑动窗口则是接收方使用的流量控制。

刚建立TCP时，拥塞窗口大小为1个报文段。此时，发送方一次只能发送一个报文段。每收到一个ACK，拥塞窗口就增加一个报文段，所以这是一种指数增长。发送方取拥塞窗口与滑动窗口中的较小值作为发送上限。当发送方窗口开得过大时，中间路由器开始丢弃分组，这就通知发送方要它的窗口变小。

对于拥塞窗口大小的限制采用慢开始和乘法减小两种技术：

下面通过离散的时间序列，观察拥塞控制协议：

黑色部分就代表一个个报文段。每个矩形上半部分表示发送方发往接收方的数据，下半部分表示接收方发往发送方的确认信号。左边8个时间单元time0—time7就表示一个往返时间RTT。

发送方在time7收到一个ACK，此时拥塞窗口增加到2，time8—time9便发送了两个报文段。当收到这两个报文段的ACK后，拥塞窗口增加到4，如下所示：

最后在time31，管道被填满，连接达到理想稳定状态。

拥塞常常出现在下列情况：

基本上可以总结为网络中某个节点忙不过来。

第一种情况如下图所示：

中间带宽较窄的为广域网，两侧带宽较宽的为局域网。瓶颈路由器R1在单位时间内的接收数据量始终大于发送数据量，导致拥塞，当R1接收到数据的累积量超过了它的缓存，最终会导致路由器R1丢弃分组。

参考：

《TCP/IP详解》 P216-P221.

原文地址：http://blog.csdn.net/nestler/article/details/30237529

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