知識點延伸 | 主動隊列管理AQM

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鑒于市面上現(xiàn)有計算機考研教輔資料存在結構疏松、內容殘缺等特點,因此開設“知識延伸系統(tǒng)”專欄,通過對知識點進行拓展及總結解題套路,全面還原知識背景,精準剖析來龍去脈,以便考生對感興趣的部分進行了解,希望能對考研學子有所幫助。
TCP 擁塞控制方法與網(wǎng)絡層采取的策略之間有著密切的關系。
例如,假定一個路由器對某些分組的處理時間特別長,那么這就可能使這些分組中的數(shù)據(jù)部分(即TCP 報文段)經(jīng)過很長時間才能到達終點,結果引起發(fā)送方對這些報文段的重傳。
根據(jù)前面所講的,重傳會使TCP 連接的發(fā)送端認為在網(wǎng)絡中發(fā)生了擁塞。于是在TCP 的發(fā)送端就采取了擁塞控制措施,但實際上網(wǎng)絡并沒有發(fā)生擁塞。網(wǎng)絡層的策略對TCP 擁塞控制影響最大的就是路由器的分組丟棄策略。
在最簡單的情況下,路由器的隊列通常都是按照"先進先出" FIFO (First In First Out)?”的規(guī)則處理到來的分組。由于隊列長度總是有限的,因此當隊列己滿時,以后再到達的所有分組將都被丟棄。路由器的尾部丟棄往往會導致一連串分組的丟失,這就使發(fā)送方出現(xiàn)超時重傳,使TCP 進入擁塞控制的慢開始狀態(tài),結果使TCP 連接的發(fā)送方突然把數(shù)據(jù)的發(fā)送速率降低到很小的數(shù)值。
更為嚴重的是,在網(wǎng)絡中通常有很多的TCP 連接,雖然它們的起點和終點各不相同,但是這些連接中的報文段通常是復用在網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)報中一起傳送的。在這種情況下,一旦發(fā)生了路由器中的尾部丟棄,就可能會同時影響到很多條TCP 連接,結果使這些TCP 連接在同一時間突然都進入到慢開始狀態(tài),從而使得全網(wǎng)的通信量突然下降了很多,而在網(wǎng)絡恢復正常后,其通信量又會突然增大很多。
為了避免發(fā)生網(wǎng)絡中的這種現(xiàn)象(稱之為“全局同步現(xiàn)象”),在1998 年提出了主動隊列管理AQM (Active Queue Management)?。所謂"主動"就是不要等到路由器的隊列長度己經(jīng)達到最大值時才不得不丟棄后面到達的分組,而應當在隊列長度達到某個值得警惕的數(shù)值時(即當網(wǎng)絡擁塞有了某些擁塞征兆時),就主動丟棄到達的分組。這樣就提醒了發(fā)送方放慢發(fā)送的速率,因而有可能使網(wǎng)絡擁塞的程度減輕,甚至不出現(xiàn)網(wǎng)絡擁塞。
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