计算机网络拥塞控制策略详解

"网络拥塞控制-计算机网络期末复习资料，由重庆大学计算机学院李学明主讲" 在计算机网络中，网络拥塞控制是一个至关重要的主题，它涉及到网络性能优化和资源的有效利用。网络拥塞通常发生在路由器或节点交换机等网络设备中，由于大量数据包同时传输导致网络资源紧张，无法及时处理所有分组。以下是关于网络拥塞控制的详细解释： 首先，拥塞的发现通常是通过路由器或节点交换机来完成的，这些设备在处理能力达到极限时会开始丢弃分组。这种丢弃行为是网络拥塞的一个显著标志。帧中继网络采用了前向通知和后向通知的方式来告知网络中其他部分存在拥塞，而IP网络则采取简单的丢包策略，并可能向源发送源抑制报文，通知其减少数据发送。然而，由于网络中可能出现报文丢失，源抑制报文不一定能有效传达，因此，发送端需要有能力自我感知拥塞，通过检测丢包或其他网络指标来调整自身的发送速率。 对于网络中的转发节点，它们可以通过改变路由选择，让数据包绕过拥塞区域，从而缓解拥塞。而向网络发送分组的节点，如主机，应当参与拥塞控制，通过算法降低其发送速率，避免加剧网络拥塞。常见的拥塞控制算法有TCP的慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复等机制。 在计算机网络的基础理论中，分层模型是解决问题的关键。分层模型使得复杂的网络通信任务得以分解，每一层负责特定的功能，如物理层处理信号传输，传输层确保数据的可靠传输，应用层则提供用户接口。分层模型具有独立性、灵活性、易实现和维护以及标准化等优点。其中，OSI模型和TCP/IP协议族是两种典型的分层体系结构。 OSI模型分为七层，从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，而TCP/IP协议族则简化为四层，包括网络接口层、网络层、传输层和应用层。TCP/IP协议族中的TCP（传输控制协议）和IP（网际协议）是最核心的协议，分别负责数据传输的可靠性与寻址。 网络协议是数据交换的规则，包括语法（数据和控制信息的结构或格式）、语义（执行的操作和响应）和同步（事件发生的顺序）。协议可以以形式化描述、程序代码等形式存在，并通过接口在相邻层之间交互。 网络拥塞控制是通过智能的网络管理和发送端的行为调整来保证网络性能的。而计算机网络的分层模型和协议则是实现这一目标的理论基础和实施手段。理解这些概念对于学习和掌握计算机网络至关重要。