计算机网络中的拥塞控制策略

"拥塞控制方法-计算机网络(自顶向下)期末复习" 在计算机网络中，拥塞控制是一项至关重要的任务，它旨在防止过多的数据同时充斥在网络中，导致网络性能急剧下降。通常，拥塞控制可以分为两种主要类型：端到端的拥塞控制和网络辅助的拥塞控制。 端到端的拥塞控制是TCP（传输控制协议）所采用的方法。在这种方法中，由于网络本身不提供明确的拥塞反馈，因此端系统（如主机）必须根据它们观测到的延迟增加和数据包丢失现象来推测网络是否发生拥塞。当TCP检测到可能的拥塞迹象，如三次重复ACK或超时重传，它会执行慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复等算法来调整发送速率，从而减轻网络负担。 网络辅助的拥塞控制则依赖于网络基础设施的反馈。路由器或其他中间节点可以向发送方发送一个简单的指示位，表明某条链路存在拥塞。例如，SNA（系统网络架构）、DECnet、TCP/IP ECN（拥塞通知）和ATM（异步传输模式）都采用了这种机制。ECN是一种特别的机制，它允许路由器通过设置数据包的某些比特来通知源端有拥塞发生，而无需丢弃数据包，从而减少了不必要的延迟和数据丢失。 计算机网络的基础包括网络应用、通信链路、传输速率（带宽）、路由器以及协议。这些组件共同构成了我们熟知的因特网。因特网是由数百万台互联的计算设备组成的全球性网络，包括主机（端系统）、各种类型的通信链路（如光纤、铜线、无线电和卫星）以及不同速率的传输。路由器作为网络的核心，负责将数据包从源地转发到目的地。 因特网具有松散的等级结构，由本地ISP（互联网服务提供商）、区域ISP和全球范围的ISP构成。为了确保网络操作的一致性和标准化，因特网采用了一系列的标准，如RFC（请求评论），这是发布因特网标准的方式。IETF（因特网工程任务组）负责制定和维护这些标准。 在因特网上，协议规定了数据交换的规则和格式。例如，TCP和IP构成了TCP/IP协议族，提供了面向连接的可靠服务和无连接的不可靠服务。TCP支持流控制和拥塞控制，以确保数据的有序传输和网络的稳定性，而UDP（用户数据报协议）则不提供这些服务，常用于实时应用如流媒体和VoIP，因为它们对延迟敏感，而不太关心偶尔的数据丢失。 网络核心，即由互联路由器组成的网孔，处理数据的路由和转发。网络可以采用电路交换或分组交换。电路交换如同传统的电话网络，每个通信过程占用固定的通路；而分组交换则是互联网的主要工作方式，数据被分割成多个小的数据包，逐个在网络中传输，这种方式更加灵活且高效。 拥塞控制是维持网络健康运行的关键，而计算机网络的各个层面——从端系统到网络基础设施，再到协议设计——都在不同程度上参与了这一过程。理解并有效地实施拥塞控制，对于优化网络性能和用户体验至关重要。