计算机网络 第7版 第 5 章 运输层 5.8 至5.9节

2021年5月16日，上午3-4节第13周日期周次单元第单元4第章运输层（至节）课时章节（专题、

55.

85.92项目）名称理解拥塞控制的一般原理，理解并掌握拥塞控制算法慢开始、拥塞避教学目的免、快重传和快恢复这几种算法的基本原理和实现过程理解并掌握拥塞控制的四种方法慢开始和拥塞避免、快重传和快恢复教学重点教学难点慢开始和拥塞避免，拥塞窗口、门限的概念和取值教学模式讲授教学手段多媒体课件教学内容的拥塞控制

5.8TCP教学过程详见后面“教学过程页”课本第、、题P256,5-375-385-39思考或作业让学生系统地理解拥塞的概念、拥塞的成因、拥塞出现时的表现，进单元反思而引出拥塞控制的方法通过生动的语言、现实的案例，帮助学生理解拥塞控制方法的内涵第章运输层5

一、课程引入从现实生活场景出发，提出一些拥塞发生时的场景，比如;拥挤的马路、售票处密密麻麻的游客等，进而引出拥塞的概念

二、新课讲授

5.8TCP的拥塞控制

1.拥塞的定义在某段时间，若对网络中某资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏

2.拥塞的成因及表现对资源需求》可用资源原因E5^7表现■分组丢失路由器缓存溢出■分组延迟过大在路由器缓存中排队那么，增加资源能解决拥塞吗？不能拥塞是由许多因素引起1增大缓存；排队时间增大，引起大量超时重传；2提高处理机速率；

3.拥塞控制VS流量控制的区别拥塞控制防止过多的数据注入网络，使路由器或链路不致过载拥塞控制是一个全局性的过程流量控制是个端到端的问题接收端控制发送端

4.拥塞控制的一般原理实践证明，拥塞控制很难设计，因为它是一个动态的而不是静态的问题在许多情况下，甚至正是拥塞控制本身成为引起网络性能恶化甚至发生死锁的原因常用的控制方法1开环控制■预防为主■静态的2闭环控制:■基于反馈环路■主机根据拥塞信息采取相应的动作以减少拥塞■动态的

5.TCP的拥塞控制方法TCP采用基于窗口的拥塞控制，属于闭环控制发送方维持拥塞窗口cwndCongestion Window■拥塞窗口动态变化■利用拥塞窗口调整发送的数据量■发送窗口既取决于接收方公告的接收窗口，还取决于网络拥塞状况真正的发送窗口值=Min公告窗口值，拥塞窗口值1控制拥塞窗口的原则

①网络没出现拥塞，拥塞窗口可增大一些■但只要网络出现拥塞或有可能出现拥塞，就把拥塞窗口减小一些2如何感知网络拥塞

①重传定时器超时■收到三个相同重复的ACK,拥塞发生后使发送方降低发送速率3如何合理地调整发送速率四种方法RFC5681

①慢开始slow-sta.rt■拥塞避免congestion avoidance■快重传fast retransmit■快恢复fast recovery

①慢开始原因可用带宽可能远高于初始速率，希望快速增长原理当连接开始时，指数性增长方法每个传输轮次后将cwnd加倍收到了对已发送的最后一个字节的ACK后操作特点初始速率很慢，但是快速攀升慢开始门限ssthresh的用法■当cwndssthresh，慢开始■当cwndssthresh，慢开始拥塞避免■当cwnd=ssthresh,既可用慢开始，也可用拥塞避免

②拥塞避免算法原理逐渐增加发送速率，谨慎探测可用带宽，直到发生loss方法“加法增大”AI AdditiveIncrease:每个往返时间RTT将cwnd加1,而非加倍线性“乘法减小”MD MultiplicativeDecrease:发生loss后将cwnd减半合在一起叫做AIMD慢开始和拥塞避免算法的实现举例见课件

③快重传算法发送方只要一连收到三个重复确认，就立即重传快恢复算法FR FastRecovery算法1慢开始门限ssthresh=当前拥塞窗口cwnd/2；2新拥塞窗口cwnd=慢开始门限ssthresh；3开始拥塞避免算法，线性增大例题见课件课下思考TCP与UDP的公平性？

三、单元小结、预习提示拥塞控制是本章的最后一个问题它是一个全局的过程，是动态的，比较复杂结合课本上的图解过程深入理解拥塞控制的四个方法的联合使用，搞清楚什么阶段采用什么拥塞控制方法，并且区别慢开始和拥塞避免算法的切换点门限值。