网络运输层的拥塞控制策略分析

"该资源是关于计算机网络运输层的教程，涵盖了拥塞控制、UDP和TCP等主题。" 在计算机网络中，运输层是至关重要的一个层次，它负责提供两个网络边缘主机上运行的应用进程之间的逻辑通信。运输层协议主要有两种，即用户数据报协议UDP（User Datagram Protocol）和传输控制协议TCP（Transmission Control Protocol）。 **5.1 运输层协议概述** 运输层的主要任务是为应用进程提供端到端的数据传输服务，确保数据的正确接收。它不关心网络路径的具体细节，而是专注于如何在不同主机的进程间高效地交换数据。运输层通过端口号来区分不同的进程，实现复用和分用功能。 **5.2 UDP** UDP是一种无连接的、不可靠的传输协议，适合于实时应用，如音频、视频流媒体，因为它对延迟敏感，而可靠性则不是首要考虑。UDP首部简洁，包含源和目的端口号以及长度和校验和字段。 **5.3 TCP** TCP是面向连接的、可靠的传输协议，提供全双工通信。其特点包括序列号、确认应答、流量控制和拥塞控制。TCP连接的建立通过三次握手完成，连接释放则涉及四次挥手。TCP报文段的首部包含多个字段，用于实现可靠传输和流量控制。 **5.4 可靠传输的工作原理** TCP实现可靠传输的方法包括停止等待协议和连续ARQ协议。停止等待协议简单易懂，但效率低；连续ARQ协议如Go-Back-N和选择重传ARQ则能提高带宽利用率。 **5.5 TCP的滑动窗口** TCP使用滑动窗口机制进行流量控制和拥塞控制，以字节为单位，允许发送方在接收到确认之前发送一定量的数据，同时限制了可能在传输中累积的数据量。 **5.6 TCP的拥塞控制** 拥塞控制是一门复杂的学问，其目标是在网络出现拥塞时减缓数据发送速率，防止网络崩溃。一般原理包括慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复等策略。随机早期检测RED是预防拥塞的一种方法，它在检测到网络接近饱和时提前丢弃数据包，以减轻拥塞。 **5.7 TCP的流量控制** 流量控制是防止接收方被淹没的一种机制，通过滑动窗口的大小调整，发送方可以适当地控制发送速率。同时，为了保持较高的传输效率，需要在保证可靠性的前提下兼顾速度。 **5.8 TCP的运输连接管理** TCP的连接建立通过三次握手完成，确保双方都能正确接收和理解连接请求。连接释放则通过四次挥手，确保所有数据都被接收并确认。TCP的连接状态通过有限状态机来表示和管理。 运输层是计算机网络中关键的一层，它通过TCP和UDP协议为应用提供可靠或高效的通信服务，并通过拥塞控制和流量控制策略来维护网络的稳定性和性能。