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六、TCP/IP对拥塞控制、滑动窗口如何实现可靠性?

一、拥塞控制

在拥塞控制上,采用广受好评的TCP拥塞控制算法(也称AIMD算法)。该算法主要包括四个主要部分:

1.慢启动

每当建立一个TCP连接时或一个TCP连接发生超时重传后,该连接便进入慢启动阶段。进入慢启动后,TCP实体将拥塞窗口的大小初始化为一个报文段,即:cwnd=1。此后,每收到一个报文段的确认(ACK),cwnd值加1,即拥塞窗口按指数增加。当cwnd值超过慢启动阐值(sshterhs)或发生报文段丢失重传时,慢启动阶段结束。前者进入拥塞避免阶段,后者重新进入慢启动阶段。

2.拥塞避免

在慢启阶段,当cwnd值超过慢启动阐值(ssthresh)后,慢启动过程结束,TCP连接进入拥塞避免阶段。在拥塞避免阶段,每一次发送的cwnd个报文段被完全确认后,才将cwnd值加1。在此阶段,cwnd值线性增加。

3.快速重传

快速重传是对超时重传的改进。当源端收到对同一个报文的三个重复确认时,就确定一个报文段已经丢失,因此立刻重传丢失的报文段,而不必等到重传定时器(RTO)超时。以此减少不必要的等待时间。

4.快速恢复

快速恢复是对丢失恢复机制的改进。在快速重传之后,不经过慢启动过程而直接进入拥塞避免阶段。每当快速重传后,置sshtesrh=cwnd/2、ewnd=ssthresh+3。此后,每收到一个重复确认,将cwnd值加1,直至收到对丢失报文段和其后若干报文段的累积确认后,置cwnd=ssthesrh,进入拥塞避免阶段。

二、滑动窗口协议

滑动窗口协议(Sliding Window Protocol),属于TCP协议的一种应用,用于网络数据传输时的流量控制,以避免拥塞的发生。该协议允许发送方在停止并等待确认前发送多个数据分组。由于发送方不必每发一个分组就停下来等待确认,因此该协议可以加速数据的传输,提高网络吞吐量。

TCP连接每一方的接收缓冲空间大小都固定,接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据,TCP在滑动窗口的基础上提供流量控制,防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出。

传输的每个部分被分配唯一的连续序列号,接收方使用数字并以正确的顺序放置接收到的数据包,丢弃重复的数据包并识别丢失的数据。