part9-TD-SCDMA拥塞控制(LCC)算法原理
时隙负荷计算和检测是针对小区内（每个载频下）的所有上行（UL）时隙和下行（DL）时隙。
一般情况是小区的BRU资源发生变化时，如：小区内有用户或者业务的释放、建立等，触发对小区内时隙的已用BRU和载波已用BRU进行统计。
备注1：时隙可用BRU数＝时隙限码数－时隙已用BRU数
基于BRU预警门限＝时隙限码数－切换预留数
时隙负荷计算和检测是针对小区内（每个载频下）的所有上行（UL）时隙和下行（DL）时隙。
一般情况是小区的BRU资源发生变化时，如：小区内有用户或者业务的释放、建立等，触发对小区内时隙的已用BRU和载波已用BRU进行统计。
备注1：时隙可用BRU数＝时隙限码数－时隙已用BRU数
基于BRU预警门限＝时隙限码数－切换预留数
时隙负荷计算和检测是针对小区内（每个载频下）的所有上行（UL）时隙和下行（DL）时隙。
一般情况是小区的BRU资源发生变化时，如：小区内有用户或者业务的释放、建立等，触发对小区内时隙的已用BRU和载波已用BRU进行统计。
备注1：时隙可用BRU数＝时隙限码数－时隙已用BRU数
基于BRU预警门限＝时隙限码数－切换预留数
基于NodeB公共测量报告结果的负荷拥塞计算和检测，需要配置：NodeB公共测量初始化请求消息COMMON MEASUREMENT INITIATION REQUEST；
NodeB公共测量报告消息COMMON MEASUREMENT REPORT。
两条消息中参数配置和参数报告，都遵循协议取值范围。
小区建立后，启动NodeB的公共测量，对：
UL时隙的ISCP，或者，UL时隙的接收宽带总功率Received total wide band power
DL时隙的发射载波功率Transmitted carrier power
进行周期测量上报。
RRM根据NodeB对每个时隙周期上报的测量结果，进行时隙状态判决、载频状判决状判决
态判决、小区状态判决。
因为UL采用ISCP还是接收宽带总功率，只能二选一，所以他们可以使用一个门限参数UlTsCongTh，只是根据ISCP或接收宽带总功率的选取不同，参数UlTsCongTh意义和取值不同而已。
小区建立后，启动NodeB的公共测量，对：
UL时隙的ISCP，或者，UL时隙的接收宽带总功率Received total wide band power
DL时隙的发射载波功率Transmitted carrier power
进行周期测量上报。
RRM根据NodeB对每个时隙周期上报的测量结果，进行时隙状态判决、载频状判决状判决
态判决、小区状态判决。
因为UL采用ISCP还是接收宽带总功率，只能二选一，所以他们可以使用一个门限参数UlTsCongTh，只是根据ISCP或接收宽带总功率的选取不同，参数UlTsCongTh意义和取值不同而已。
TCP协议中的流量控制和拥塞控制研究(毕业论文)
毕业设计(论文) TCP协议中的流量控制和拥塞控制研究 院别数学与统计学院 专业名称信息与计算科学 班级学号 学生姓名 指导教师 年月日
TCP协议中的流量控制和拥塞控制研究 摘要 计算机网络技术是当今发展最迅速的计算机技术之一，而保证网络稳定可靠运行的关键是计算机网络协议。TCP协议作为网络协议中的核心协议之一，其重要性更是不言而喻，因而对于该协议的研究与完善是促进网络发展的重要手段之一。 随着互联网规模和互联网应用的快速增长，网络拥塞和数据冲突问题已引起人们密切的关注。拥塞控制与流量控制技术针对网络中的拥塞和数据冲突而成为网络领域的核心技术。其中流量控制的对象是接收端，目的是使发送端的发送速率不超过接收端的接收能力；拥塞控制的对象是网络环境，目的是使负载不超过网络的传送能力。 TCP的流量控制主要依赖于滑动窗口，通过流量约束，减少接收端出的数据流失，提高发送效率，充分利用接收端资源。 TCP的拥塞控制主要原理依赖于一个拥塞窗口(cwnd)来控制，窗口值的大小就代表能够发送出去的但还没有收到ACK的最大数据报文段，显然窗口越大那么数据发送的速度也就越快，但是也就越可能使得网络出现拥塞，如果窗口值为1，那么就简化为一个停等协议，每发送一个数据，都要等到对方的确认才能发送第二个数据包，显然数据传输效率低下。TCP拥塞控制算法就是要在这两者之间权衡，选取最的cwnd值，从而使得网络吞吐量最大化且不产生拥塞。 本文首先对TCP协议的发展做了简要的概述，然后分析了TCP协议的报文段格式和结构，TCP的数据传输过程，接着讨论了TCP的流量控制机制，最后针对TCP 的重点部分拥塞控制进行了分析，讨论了几个TCP拥塞控制算法。 关键词：TCP协议，流量控制，拥塞控制
TCP拥塞控制算法性能比较-Read
TCP拥塞控制算法性能比较 一、NS2仿真 1.仿真实验的网络结构图 如图所示0、1、2为源节点，3为路由器，4为目的节点。源节点0、1、2为TCP代理节点，频宽为8Mbps，传递延迟时间为0.1ms，仿真时使用FTP流量。路由器的队列管理机制使用DropTail，频宽为0.8Mbps，传递延迟为100ms。在这个实验中建立3条TCP数据流，0和4、1和4、2和4。在OTCL编码中，代理节点的协议代理分别设置为TCP/Reno、TCP/Newreno、TCP/Sack1和tcp/Vegas，来模拟这四种算法。 二、模拟结果与算法分析比较 1、模拟拥塞控制四种算法的cwnd变换图：
2、TCP拥塞控制的四个阶段 这是TCP拥塞控制的核心，也体现了TCP拥塞控制的基本思想，它分为启动阶段，拥塞避免，快速重传和快速恢复阶段。 (1) 启动阶段 当连接刚建立或在发生一次超时的情况下，进入慢启动阶段。 一个新的TCP连接建立后，cwnd被初始化为1，源端只被允许发送一个报文段。当发出的报文收到接受端的ACK确认后，cwnd加1，即增加一个报文段发送。在这个阶段中，cwnd随RTT呈指数增长。 采用慢启动方法，可以防止TCP在启动一个新的连接时发送过多的数据而造成数据丢失和网络拥塞，同时，由于cwnd实际上以指数规律增长也就避免了单纯的AIMD算法造成的吞吐量增加过慢的问题。 cwnd的无限增长必将引起网络拥塞，于是引入一个状态变量：慢启动阈值ssthresh。 当cwnd
TCP拥塞控制算法比较
TCP拥塞控制算法比较 TCP发展到现在已经形成了TCP Tahoe、TCP Reno、TCP NewReno、SACK、Vegas等不同版本，这些算法各有利弊。 Tahoe算法是TCP的早期版本。它的核心思想是：让cwnd以指数增长方式迅速逼近可 用信道容量，然后慢慢接近均衡。它包括了3个基本的拥塞控制算法：慢启动、拥塞避免、快速重传。Tahoe的缺点体现在快速重传后转向慢启动算法，这样不能有效的利用网络带宽并且还引入较大的延时。 Reno算法是针对Tahoe算法的不足而做的改进。改进主要有两方面：一是对于收到连 续3个重复的ACK确认，算法不经过慢启动，而直接进入拥塞避免阶段；二是增加了快速重传和快速恢复机制。Reno算法以其简单、有效和鲁棒性成为TCP源算法的主流，被广泛的 采用。但它不能有效的处理多个报文分组从同一发送窗口中丢失的情况。 NewReno对Reno中快速恢复算法进行了补充，它考虑了一个发送窗口内多个报文分组 同时丢失的情况。Reno算法中，发送方收到一个不重复的应答后就退出快速恢复，而NewReno 中，只有当所有的报文分组都被应答后才退出快速恢复状态。NewReno的实现只要修改TCP 发送端的实现代码，实现简单。 SACK算法也针对一个窗口内多个报文分组丢失的情况而对Reno算法进行改进：SACK 定义了一个变量pipe来表示出现在路由器上报文分组的估计数量，接收方TCP发送SACK 分组来通知发送方的接收状况，这样源端就能准确的知道哪些报文分组被正确的传到接收端，从而避免不必要的重传，提高网络吞吐量。但SACK算法的实现需要修改TCP发送端和接收端的实现代码，增加了TCP的复杂性，因此不易大规模的应用。 Vegas与上述的算法不同，它是以RTT的变化作为拥塞信号，调节源端的发送速率。通过监测RTT的变化来改变cwnd的大小。由于Vegas采用RTT的改变来判断网络的可用带宽，能较好的预测网络带宽的使用情况，其公平性、效率都较好。但是，由于Vegas与其它算法在竞争带宽方面存在不公平现象，因此未能在因特网中普遍采用，还需要继续改进。
TCP 中Tahoe与Reno拥塞控制算法的比较
TCP 中Tahoe与Reno拥塞控制算法的比较 S131010038，李腾，通信2班 摘要：Internet 的快速发展对网络的通信提出了更高的要求, 拥塞控制已成为网络能否有效可靠运行的关键技术。本文对TCP Tahoe和TCP Reno两种基本拥塞控制的原理和性能做了简要分析，并讨论了TCP拥塞控制研究的发展趋势。 关键词：拥塞控制,TCP Tahoe,TCP Reno。 Abstract:The rapid development of the Internet put forward higher request to network communication,so congestion control has become an key technology in related to the effective and reliable operation of the network.In this paper,the principles and performance of the TCP Tahoe and TCP Reno congestion control are briefly analysized,and the research trend of the development of the TCP congestion control is discussesed. Keywords: Congestion control ,TCP Tahoe, TCP Reno. 一、引言 随着互联网技术的迅猛发展，越来越多的用户使用网络中的资源。虽然网络带宽等资源也在不断增加，但与日益增长的用户数量比起来，仍然不能满足用户的需求。网络拥塞问题逐渐露出来网络拥塞已经成为制约网络发展和应用的一个瓶颈。如何更好的预防和控制拥塞，使网络具有低丢包率和低时延的同时达到资源的最大效用，是近年来网络研究的热点问题。 拥塞是指在要求网络传输的分级数量开始接近网络的分组处理(传输)能力时, 通信网络不能很好地提供网络通信服务来满足用户要求的情况。拥塞的表现是分组丢失, 分组传输往返时间太长以及上层应用性能下降等[1]。拥塞产生与以下因素有关：(1)网络带宽不足。(2)存储空间不够。(3)处理器处理能力弱。但单一的增加带宽, 扩大存储空间和提高处理能力, 并不能解决拥塞问题,相反可能会出现更严重的拥塞, 所以在网络中要进行必要的拥塞控制。拥塞控制就是采取一定的策略, 将网络中的分组维持在一定的水平,维持尽可能高的吞吐量[2]。 TCP已成为应用最为广泛的传输协议,TCP的拥塞控制其成功的关键,近年来一直是一个活跃的研究领域。TCP拥塞控制的主要目标是控制进入网络的数据流量，保证通信网络不会被用户发送的数据流阻塞，并合理地使用瓶颈资源。 本文首先简单介绍对TCP Tahoe拥塞控制算法和TCP Reno拥塞控制算法两种算法做了简要分析，并对其对网络的控制拥塞的作用做了比较，然后对基于窗口的TCP 拥塞控制存在的问题做个简单探讨与展望。 二、拥塞控制算法 TCP 的拥塞控制是基于窗口的。流量控制由两个窗口来行：发送端的拥塞窗口(CWND)和接收端的通告窗口（RCVWND)。发送端一次发送一个窗口的数据,禁止发送大于min （RCVWND,CWND}的窗口大小的数据进入网络。TCP 用于拥塞控制的主要参数有：（1）拥塞窗口(CWND)：描述源端一次最多能发送的数据量。 （2）慢启动阈值( ssthresh) ：拥塞控制中慢启动阶段和拥塞避免阶段的分界点, 初始值通常设为65535Bytes。 （3）回路响应时间( RTT, Round Trip Time)：一个TCP 数据包从源端发送出去一直到源端收到宿端的ACK 确认包的时间间隔。 （4）超时重传计数器( RTO, Ret ransmi t T imeOut )：指一个数据包从发送到失效的时间间隔,是判断数据包是否丢失, 网络是否拥塞的重要参数，通常设为2RTT 或5RTT。 （5）快速度重传阈值( tcprexmtthresh)：源端用来判断是否进行快速重传的一个分界值。是指源端收到的重复ACK 确认包的个数。当此个数大于tcprexmt thresh 时, 源端进入快速
TCP拥塞控制分析
TCP 拥塞控制分析 摘要：随着计算机网络的飞速发展，网络用户数量急剧增加，Internet 在各个领域也发挥越来越重要的作用，但随着其流量的急剧增加，由此引发的网络拥塞已经成为制约网络发展和应用的瓶颈问题。拥塞容易造成传输延迟和吞吐量等性能指标的下降，严重影响带宽、缓存等网络资源的利用率。TCP 作为应用最广泛的传输协议，它的拥塞控制已经成为其成功的关键。本文针对这一现象对TCP 性能及拥塞控制进行研究，我们将简单探讨网络拥塞出现的原因，着重介绍TCP 拥塞控制的原理并分析四个TCP 拥塞控制算法，最后论述TCP 拥塞控制所面临的问题，根据此提出进一步的研究方向。 关键词：TCP 拥塞、拥塞控制、TCP Tahoe 、TCP Reno 、TCP SACK 、TCP Vegas 1. 拥塞产生的原因 拥塞是一种持续过载的网络状态，此时用户对网络资源（包括链路带宽，存储空间和处理器的处理能力等）的需求超过了其固有的容量。拥塞导致的直接结果就是分组丢失率增加，端到端延时加大，甚至有可能使整个系统发生崩溃。 网络产生拥塞的根本原因在于用户或端系统提供给网络的负载大于网络资源容量和处理能力，即网络提供的资源不足以满足用户的需求，这些资源包括缓存空间、链路带宽容量和中间结点的处理能力等，使其产生数据包时延增加、丢弃概率增大、上层应用系统性能显著下降等典型现象。拥塞产生的直接原因有三点： （1）存储空间不足。缓存的容量不够大，当缓存已经装满，没有空闲的空间时就只能将新到达的分组丢弃。 （2）带宽容量不足，低速链路对高速数据流的输入也会产生拥塞。任何信道带宽最大值为()N +B =S C 1log 2(N 为信道噪声平均功率，S 为信源平均功率，B 为信道带宽) [1]。 要求所有信源发送的速率R 必须小于等于信道容量C 。 （3）处理器处理能力弱，速度慢。低速链路对高速CPU 也会产生拥塞。 要避免拥塞的发生，必须对链路带宽、路由器处理速度和存储容量等问题予以考虑，尽可能使系统的各个部分相互匹配。但由于网络流量分布的不均衡性，随着用户数量和
网络原理重点简答题
1简述返回N组ARQ与选择重发ARQ 的异同。 ①返回N组ARQ:发送方已发送的n个分组未收到接收方的确认，因而鬼回来重传已发送过的这n组。 ②连续重发ARQ：发送方可以连续发送一系列信息帧。但需要在发送方设置一个重发表，存放待确认的信息帧。当发送方收到对某信息帧的确认帧后，便可从重发表中将该信息帧删除 2说明双协议栈方法实现从 IPv4 到 IPv6 的过渡的方法。①如果应用程序使用的目的地址是IPv4地址，则使用IPv4协议；②如果应用程序使用的目的地址是IPv6中的IPv4兼容地址，则同样使用IPv4协议，所不同的是，此时IPv6就封装（encapsulated）在IPv4当中；③如果应用程序使用的目的地址是一个非IPv4兼容的IPv6地址，那么此时将使用IPv6协议，而且很可能此时要采用隧道等机制来进行路由、传送；④如果应用程序使用域名来作为目标地址，那么此时先要从DNS服务器那里得到相应的IPv4/IPv6地址，然后根据地址的情况进行相应的处理。 3在网络层次结构中，什么是协议？什么是接口？ ①协议：同层通信实体间数据交换而做出的规则、约定②接口：同一实系统中相邻层实体间交互所遵守的规则 4简述差错检测、无差错接受和无差错传输的含义。差错检测：检测传输过程中可能出现的差错②无差错接受：凡是接收端数据链路层接受的帧，我们都能以非常接近于1的概率认为这些帧在传输的过程中没有产生差错③无差错传输：帧在传输过程中没有出现比特差错的基础上未出现帧丢失、帧重复、帧失序的传输。 5．UDP用户数据报首部包含哪几个字段，说明各字段的含义①源端口：源端口号。在需要对方回信时选用②目的端口：目的端口号。在重点交付报文时使用。③长度。UDP用户数据包长度，最小值为8， ④检验和。检测UDP用户数据包在传输中是否有错 6.简述UDP协议的主要特点 ①UDP 是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。②UDP 使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，同时也不使用拥塞控制。③UDP 是面向报文的。UDP 没有拥塞控制，很适合多媒体通信的要求。④UDP 支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。⑤UDP 的首部开销小，只有8 个字节。7.时延是指什么？由哪几部分组成，及其含义？答：时延是指一个报文或分组从一个网络的一端到另一端所需的时间；发送时延（传输时延）是指发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间；传播时延：电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间；处理时延：交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。 8.简述CSMA/CD的基本原理。 ①“多点接入”多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。②“载波监听”指每个站在发送数据前先检测总线上是否有其他计算机在发送数据，以免发生碰撞。③“碰撞检测”是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现了碰撞，就要立即停止发送，然后等待一段随机时间后再次发送。9简述DNS域名解析过程中迭代解析的基本过程。 ①迭代查询:（本地域名服务器向根域名服务器的查询时采用）。当根域名服务器收到本地域名服务器的迭代查询请求报文时，要么给出所要查询的IP 地址，要么告诉本地域名服务器：“你下一步应当向哪一个域名服务器进行查询”。然后让本地域名服务器进行后续的查询②递归查询:（主机向本地域名服务器的查询时采用）如果主机所询问的本地域名服务器不知道被查询域名的 IP 地址，那么本地域名服务器就以 DNS 客户的身份，向其他根域名服务器继续发出查询请求报文。 10.载波监听、冲突检测、二进制指数退避算法三个术语的含义和工作要点。答：①载波监听（先听后说）：希望传输的站在传输前首先对介质进行监听以确定是否有别的站在传输。如果介质是空闲，立即发送，否则，则继续监听②冲突检测（边听边说）：发送的前2a时间，同时检测介质上是否有信号冲突（碰撞），如果有，则采用二进制指数退避算法等闲一段随机时间，返回到载波监听。否则，继续发送，成功。③二进制指数退避算法：（1）发送一帧的第一次冲突，设置参量L=2。（0~L-1）之间(1~L)随机取一个数k,退避k个2a时间片，再返回到载波监听。（2）重发该帧又冲突时，若L小于1024，则将L加倍。在0至L-1之间(或者1至L之间)随机取一个数k,退避k个2a时间片，再返回到载波监听（3）设置一个最大重传次数m，若重传次数超过m，则不再重传，并报告出错 简述局域网按网络拓扑分类可以分成那几类？。答：星形网、环形网、总线网、树形网。 什么是动态分布式路由协议，三大主要步骤。 答：可以根据网络的当前状况调整和维护路由表 三步：1收集路由信息2.传递路由信息3.计算路由试述传输层的TCP协议平均往返时间RTT的确定方法和重传超时时间的RTO设置方法。 解：实测各个报文段的往返时间τ，动态调整RTT RTT =a×RTT＋（1-a）×τ 0≤a＜1 a 大，历史数据影响大，RTT变化慢。典型的α值为 7/8 重传超时时间RTO=β×RTT β>1 什么是虚拟局域网？其有什么特点？暴露站问题 ①将传统局域网中的用户终端按照某种策略化分 成逻辑上的几个组。②组的划分不受物理位置的影响，通过带有路由功能的交换机的配置。③问题：设A、B站离D站远，测不到D站信号，C站可与B、D站通信。B在向A发送，C可以测到，认为信道忙，不发送数据。其实， C站可以向D站发送（D站收不到B站的信号，B与C的信号在D站没有冲突）。简述内部网关协议OSPF的主要特点 OSPF 协议不是受某一家厂商控制，而是公开发表的。使用了Dijkstra 提出的最短路径算法SPF，OSPF 只是一个协议的名字，它并不表示其他的路由选择协议不是“最短路径优先”。OSPF是分布式的链路状态协议。OSPF协议向本自治系统中所有路由器发送信息，使用的方法是洪泛法。发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态，但这只是路由器所知道的部分信息。“链路状态”就是说明本路由器都和哪些路由器相邻，以及该链路的“度 量”(metric)。只有当链路状态发生变化时，路由器才用洪泛法向所有路由器发送此信息
程序员面试必考题(十八)--TCP的拥塞控制机制
拥塞控制（congestion control)是TCP协议的一项重要功能，TCP 的拥塞控制机制是从端到端的角度，推测网络是否发生拥塞，如果推断网络发生拥塞，则立即将数据发送速率降下来，以便缓解网络拥塞。TCP的拥塞控制采用的是窗口机制，通过调节窗口的大小实现对数据发送速率的调整。TCP的发送端维持一个称为拥塞窗口cwnd的变量，单位为字节，用于表示在未收到接收端确认的情况下，可以连续发送的数据字节数。cwnd的大小取决于网络的拥塞程度，并且动态地发生变化。拥塞窗口调整的原则是：只要网络没有出现拥塞，就可以增大拥塞窗口，以便将更多的数据发送出去，相当于提高发送速率；一旦网络出现拥塞，拥塞窗口就减小一些，减少注入网络的数据量，从而缓解网络的拥塞。 发送端判断网络发生拥塞的依据是：发送端设置一个重传计时器RTO，对于某个已发出的数据报文段，如果在RTO计时到期后，还没有收到来自接收端的确认，则认为此时网络发生了拥塞。 TCP的拥塞控制算法包括了慢启动（slow start）、拥塞避免（congestion avoidance）、快速重传（fast retransmit）和快速恢复（fast recovery）四部分。 慢启动算法作用在TCP数据传输的开始阶段，当主机开始发送数据时，因为不知道网络中的负荷情况，如果立即发送大量的数据，有可能会引起网络的拥塞。因此，TCP采用试探的方法，逐渐增大拥塞窗
口。通常在刚开始发送数据报文段时，先将拥塞窗口cwnd设置为一个TCP最大段长度MSS的值。而在每收到一个数据报文段的确认后，cwnd就增加一个MSS的数值。这样就可以逐渐增大发送端的拥塞窗口，使数据注入网络的速率比较合理。如果定义从发送端发出一个数据报文段到收到这个数据报文段的确认的时间间隔为往返时间RTT，则在慢启动阶段，每经过一个RTT，cwnd的值就加倍。 为了防止拥塞窗口增长过快而引起网络拥塞，TCP还需要设置一个慢启动阈值ssthresh，当拥塞窗口的值增加到ssthresh时，就要减缓拥塞窗口的增长速度，具体的做法是每经过一个RTT，拥塞窗口cwnd 的值加1（单位为MSS），这样就可以使cwnd按线性规律缓慢增长，这个过程称之为“加性增加”（Additive Increase）算法。通常情况下，拥塞窗口cwnd的初值被设置为1，慢启动阈值ssthresh的初值被设置为16。当拥塞避免算法执行到某个时刻，发送端在规定时间内没有收到接收端的确认，即发生了网络超时，则意味着网络发生了拥塞。此时，发送端首先将ssthresh的值变为发生超时时cwnd值的一半，同时将cwnd的值置为1，重新执行慢启动算法。这样做的好处是，当网络频繁出现拥塞时，ssthresh下降得很快，可以大大减少注入网络中的数据报文段。通常称这个过程为“乘性减小”（MultiplicativeDecrease）算法。TCP中的“加性增加”和“乘性减小”算法合起来称为AIMD算法。
七种IP拥塞控制算法需改进
七种IP拥塞控制算法需改进 DDoS攻击引起的网络拥塞，是由恶意主机控制大量傀儡机所造成的，并非传统意义上的端到端拥塞，所以只能在路由器上进行控制，即基于IP拥塞控制来实现的。而目前主流的七种IP拥塞控制算法都需要在改进后，才能有效地应用于防范DDoS攻击。 分布式拒绝服务DDoS（Distributed Denial of Service）攻击被认为是目前Internet所面临的最大威胁之一。 目前有一些常用的DDoS攻击防护机制和方法包括: 通过修改配置和协议预防攻击、反向查找攻击源头、攻击检测和过滤、分布式攻击检测和过滤(主机端/路由器端)等。 DDoS攻击与网络拥塞 网络产生拥塞的根本原因在于用户提供给网络的负载超过了网络的存储和处理能力，表现为无效数据包增加、报文时延增加与丢失、服务质量降低等。如果此时不能采取有效的检测和控制手段，就会导致拥塞逐渐加重，甚至造成系统崩溃，在一般情况下形成网络拥塞的三个直接原因是: ●路由器存储空间不足。几个输入数据流需要同一个
输出端口，如果入口速率之和大于出口速率，就会在这个端口上建立队列。如果没有足够的存储空间，数据包就会被丢弃，对突发数据流更是如此。增加存储空间在表面上似乎能解决这个矛盾，但根据Nagel的研究，如果路由器有无限存储量时，拥塞只会变得更坏。 ●带宽容量相对不足。直观地说，当数据总的输入带宽大于输出带宽时，在网络低速链路处就会形成带宽瓶颈，网络就会发生拥塞，相关证明可参考香农信息理论。 ●处理器处理能力较弱。如果路由器的CPU在执行排队缓存、更新路由表等操作时，处理速度跟不上高速链路，会产生拥塞。同理，低速链路对高速处理器也会产生拥塞。 以上是早期Internet网络发生拥塞的三个主要原因。对此，TCP拥塞控制给出了较好的解决方案。在实际应用中，如果所有的端用户均遵守或兼容TCP拥塞控制机制，网络的拥塞能得到很好的控制。但是，当DDoS攻击造成网络拥塞时，TCP基于窗口的拥塞控制机制对此无法加以解决。原因是攻击带来的拥塞是由大量恶意主机发送数据所造成的，这些主机不但不会完成TCP拥塞控制机制所规定的配合工作，甚至本身就可能包含了伪造源地址、加大数据发送量、增加连接数等攻击方式。在此情况下，对DDoS攻击所造成的网络拥塞就必须在路由器上进行处理，这只能是基于IP拥塞控制来实现的。
常见拥塞的优化方法(DOC)
常见小区拥塞的优化方法
内容简介 在本文中，主要从出现TCH信道拥塞可能的原因入手，提出一些解决TCH 信道拥塞的方法和思路，以供大家参考。 文档更新、审核记录 目录
一.存在均衡话务的可能 (5) 二.存在硬件问题的可能 (15) 三.存在需要扩容的可能； (16) 四.存在TCH和SD资源分配问题 (16)
前言 我们在谈到网络拥塞时，常常是指信令信道拥塞以及话务信道拥塞。其中话务信道拥塞也就是我们常说的TCH信道拥塞，发生在用户在申请网络服务信令交互之后，一般进行用户的真正话音要由TCH 信道承载，TCH信道的分配也称指配过程。出现TCH信道拥塞是说：在指配过程中，如果网络没有可用的TCH信道来分给手机，则系统计一次TCH分配失败。在本文中，主要从出现TCH信道拥塞可能的原因入手，提出一些解决TCH信道拥塞的方法和思路，以供大家参考。
一. 存在均衡话务的可能 存在覆盖均衡的可能是指：通过实际现场对出现拥塞的小区及其邻区的覆盖范围测试，或者在OMC上对出现拥塞的小区及其邻区做切换统计观察后，统计它们的TA大小分布，分析得出本小区的实际覆盖范围过大，而周边没有拥塞现象的小区覆盖过小，而没有充分吸收拥塞小区的话务量。此处的有话务均衡的可能是指：出现拥塞的小区其TCH拥塞率较高，但是，其SDCCH却不存在拥塞的情况，也即该小区在TCH与SDCCH资源的配置方面做得不合理。 若出现TCH信道拥塞，分析得出基站的覆盖与周边基站的覆盖没有合理地进行控制，或者TCH的拥塞率与SDCCH的拥塞率不均衡，则可以采用以下的方法进行处理：采用多种方法调整本基站与周边基站的覆盖范围；均衡拥塞基站与周边基站的话务量；对TCH与SDCCH不均衡的情况予以调整。 （1）调整本基站和邻区的发射功率等参数来收缩基站覆盖在基站拥塞情况不均衡的情况下，例如：本小区很忙，而相邻的小区却很闲，则通过调整本小区的发射功率等参数等可以有效收缩本小区的覆盖范围，同时适当调整邻区的参数来提高其覆盖，吸收话务。 相关的调整有： 1、调整基站的发射功率。BSPWRB是基站在BCCH信道上的发
TCP协议拥塞控制算法
TCP协议拥塞控制算法研究 摘要：自从1986年互联网出现严重的拥塞崩溃现象后，网络拥塞控制受到了广泛的关注。随着网络的不断发展，网络用户及需求急剧增加，网络拥塞也越来越严重。如何有效解决网络拥塞，成为人们急需解决的问题。TCP作为目前互联网上使用最广泛的一种传输协议，TCP拥塞控制机制对互联网的稳定运行起着重要的作用。本文阐述了TCP的拥塞控制机制以及几种TCP拥塞控制算法，并对它们进行了仿真，比较了他们各自的优缺点，并指出了进一步改进TCP拥塞控制的必要性。 关键字：互联网；TCP；拥塞控制 Abstract：Since the advent of the Internet congestion collapse in 1986, network congestion control has been widespread concern. With the continuous development of the network, network users and the demand are increasing rapidly, network congestion has become increasingly serious. How to effectively solve network congestion become an urgent problem. TCP currently used on the Internet as the most widely used transport protocol, TCP congestion control mechanisms for the stable operation of the Internet plays an important role. This paper describes the TCP congestion control mechanisms as well as several TCP congestion control algorithms, and their simulation to compare their advantages and disadvantages, and pointed out the need for further improvement of TCP congestion control. Keywords：Internet；TCP；Congestion control 1 引言 近年来以IP为基础的internet呈爆炸式增长，网络用户数量迅速增加，internet 在各个领域也发挥着越来越重要的作用，但随着其流量急剧增加，由此而引发的网络拥塞已经成为制约网络发展和应用的瓶颈问题。在计算机网络中的宽带、交换节点中的缓存和处理机等，都是网络资源。如果网络相对于负载需求表现为节点存储空间不足、链路带宽不足、处理器处理速度慢，以及系统各部分性能不匹配等等，从而导致网络上的包时延增加，丢包率上升，吞吐量下降，直接使服务质量下降。概括来说就是在某一时间段里，如果网络中的某一资源的需求量超过了该网络所能提供的网络资源的可用部分，网络的性能就能变坏。诸如网络延时
TCP拥塞控制四个主要过程
TCP拥塞控制四个主要过程（如图（a）和（b）所示）简要介绍如下： 图（a）：慢启动和拥塞避免图（b）：快速重传和快速恢复 1.慢启动阶段：早期开发的TCP应用在启动一个连接时会向网络中发送大量的数据包，这样 很容易导致路由器缓存空间耗尽，网络发生拥塞，使得TCP连接的吞吐量急剧下降。由于TCP源端无法知道网络资源当前的利用状况，因此新建立的TCP连接不能一开始就发送大量数据，而只能逐步增加每次发送的数据量，以避免上述现象的发生。具体地说，当建立新的TCP连接时，拥塞窗口（congestion window，cwnd）初始化为一个数据包大小。源端按 cwnd大小发送数据，每收到一个ACK确认，cwnd就增加一个数据包发送量，这样cwnd就将随着回路响应时间（Round Trip Time，RTT）呈指数增长，源端向网络发送的数据量将急剧增加。事实上，慢启动一点也不慢，要达到每RTT发送W个数据包所需时间仅为 RTT×logW。由于在发生拥塞时，拥塞窗口会减半或降到1，因此慢启动确保了源端的发送速率最多是链路带宽的两倍。 2.拥塞避免阶段：如果TCP源端发现超时或收到3个相同ACK副本时，即认为网络发生了拥 塞（主要因为由传输引起的数据包损坏和丢失的概率很小（<<1%））。此时就进入拥塞避免阶段。慢启动阈值（ssthresh）被设置为当前拥塞窗口大小的一半；如果超时，拥塞窗口被置1。如果cwnd>ssthresh，TCP就执行拥塞避免算法，此时，cwnd在每次收到一个ACK时只增加1/cwnd个数据包，这样，在一个RTT内，cwnd将增加1，所以在拥塞避免阶段，cwnd 不是呈指数增长，而是线性增长。 3.快速重传和快速恢复阶段：快速重传是当TCP源端收到到三个相同的ACK副本时，即认为 有数据包丢失，则源端重传丢失的数据包，而不必等待RTO超时。同时将ssthresh设置为当前cwnd值的一半，并且将cwnd减为原先的一半。快速恢复是基于“管道”模型（pipe model）的“数据包守恒”的原则（conservation of packets principle），即同一时刻在网络中传输的数据包数量是恒定的，只有当“旧”数据包离开网络后，才能发送“新”数据包进入网络。如果发送方收到一个重复的ACK，则认为已经有一个数据包离开了网络，于是将拥塞窗口加1。如果“数据包守恒”原则能够得到严格遵守，那么网络中将很少会发生拥塞；本质上，拥塞控制的目的就是找到违反该原则的地方并进行修正。 经过十多年的发展，目前TCP协议主要包含有四个版本：TCP Tahoe、TCP Reno、TCP NewReno 和TCP SACK。TCP Tahoe是早期的TCP版本，它包括了3个最基本的拥塞控制算法－“慢启动”、“拥塞避免”和“快速重传”。TCP Reno在TCP Tahoe基础上增加了“快速恢复”算法。TCP NewReno对TCP Reno中的“快速恢复”算法进行了修正，它考虑了一个发送窗口内多个数据包丢失的情况。在Reno 版中，发送端收到一个新的ACK后旧退出“快速恢复”阶段，而在NewReno版中，只有当所有的数据包都被确认后才退出“快速恢复”阶段。TCP SACK关注的也是一个窗口内多个数据包丢失的情况，它避免了之前版本的TCP重传一个窗口内所有数据包的情况，包括那些已经被接收端正确接收的数据包，而只是重传那些被丢弃的数据包。
3.6 拥塞控制原理
【自学笔记】 3.6拥塞控制原理 1 拥塞原因与开销 情况1:两个发送方和一个具有无穷大缓存的路由器 拥塞网络的一种开销，即当分组到达速率接近链路容量时，分组将经历较长的排队时延。 情况2:两个发送方和一个具有有限缓存的路由器 拥塞网络的另外一种开销，即发送方必须执行重传以补偿因为缓存溢出而丢弃(丢失)的分组。 发送方在遇到大时延时所进行的不必要重传，导致路由器需要利用其链路带宽来转发不必要的分组。 情况3:四个发送方、具有有限缓存的多台路由器和多跳路径 拥塞的另一种开梢，即当一个分组沿一条路径被丢弃时每个上游路由器用于转发该分组而使用的传输容量最终被浪费掉了。 2拥塞控制方法 实际中所采用的两种主要拥塞控制方法，可根据网络层是否为传输层拥塞控制提供了帮助来区分。 ·端到端拥塞控制。在端到端拥塞控制方法中，网络层没有为传输层拥塞控制提供显式支持。即使在网络中存在拥塞，端系统也必须通过对网络行为的观察(如分组丢失与时延) 来推断拥塞的发生。 TCP必须通过端到端的方法处理拥塞控制，因为lP层不会向端系统提供有关网络拥塞的反馈信息。TCP报文段的丢失(通过超时或3次冗余确认而得知)被认为是网络拥塞的一个迹象，TCP会相应地减小其发送窗口长度。 ?网络辅助的拥塞控制。在网络辅助的拥塞控制中，网络层设备件(即路由器)向发送方提供关于网络中拥塞状态的显式反馈信息。这种反馈可以通过数据报中的某个字段来指示链路中的拥塞情况。这种方法在早期的IBM SNA和ATM等体系结构中采用。 对于网络辅助的拥塞控制，拥塞信息从网络反馈到发送方通常有两种方式，直接反馈信息可以由网络路由器发给发送方。另一种形式是，路由器标记或更新从发送方流向接收方的分组中的某个字段来指示拥塞的产生(可以理解为对经过一个拥塞路由器的数据报做记号)。一旦接收方收到这个有拥塞标记的分组，就会通知发送方网络发生了拥塞。
拥塞控制算法
TCP拥塞控制算法 为了防止网络的拥塞现象，TCP提出了一系列的拥塞控制机制。最初由V. Jacobson在1988年的论文中提出的TCP的拥塞控制由“慢启动(Slow start)”和“拥塞避免(Congestion avoidance)”组成，后来TCP Reno版本中又针对性的加入了“快速重传(Fast retransmit)”、“快速恢复(Fast Recovery)”算法，再后来在TCP NewReno中又对“快速恢复”算法进行了改进，近些年又出现了选择性应答( selective acknowledgement,SACK)算法，还有其他方面的大大小小的改进，成为网络研究的一个热点。 TCP的拥塞控制主要原理依赖于一个拥塞窗口(cwnd)来控制，在之前我们还讨论过TCP还有一个对端通告的接收窗口(rwnd)用于流量控制。窗口值的大小就代表能够发送出去的但还没有收到ACK的最大数据报文段，显然窗口越大那么数据发送的速度也就越快，但是也有越可能使得网络出现拥塞，如果窗口值为1，那么就简化为一个停等协议，每发送一个数据，都要等到对方的确认才能发送第二个数据包，显然数据传输效率低下。TCP的拥塞控制算法就是要在这两者之间权衡，选取最好的cwnd值，从而使得网络吞吐量最大化且不产生拥塞。 由于需要考虑拥塞控制和流量控制两个方面的内容，因此TCP的真正的发送窗口=min(rwnd, cwnd)。但是rwnd是由对端确定的，网络环境对其没有影响，所以在考虑拥塞的时候我们一般不考虑rwnd的值，我们暂时只讨论如何确定cwnd值的大小。关于cwnd的单位，在TCP中是以字节来做单位的，我们假设TCP 每次传输都是按照MSS大小来发送数据的，因此你可以认为cwnd按照数据包个数来做单位也可以理解，所以有时我们说cwnd增加1也就是相当于字节数增加1个MSS大小。 慢启动：最初的TCP在连接建立成功后会向网络中发送大量的数据包，这样很容易导致网络中路由器缓存空间耗尽，从而发生拥塞。因此新建立的连接不能够一开始就大量发送数据包，而只能根据网络情况逐步增加每次发送的数据量，以避免上述现象的发生。具体来说，当新建连接时，cwnd初始化为1个最大报文段(MSS)大小，发送端开始按照拥塞窗口大小发送数据，每当有一个报文段被确认，cwnd就增加1个MSS大小。这样cwnd的值就随着网络往返时间(Round Trip Time,RTT)呈指数级增长，事实上，慢启动的速度一点也不慢，只是它的起点比较低一点而已。我们可以简单计算下： 开始 ---> cwnd = 1 经过1个RTT后 ---> cwnd = 2*1 = 2 经过2个RTT后 ---> cwnd = 2*2= 4 经过3个RTT后 ---> cwnd = 4*2 = 8 如果带宽为W，那么经过RTT*log2W时间就可以占满带宽。 拥塞避免：从慢启动可以看到，cwnd可以很快的增长上来，从而最大程度利用网络带宽资源，但是
TCP拥塞控制与方法改进
题目：TCP拥塞控制与方法改进 摘要 如今网络已经离不开人们的生活，发展势头迅猛，网络的终端设备不仅在数量上，种类也越来越多，在此发展之下，保证大量的网络数据传输与网络性能相协调是极其重要的，经典的TCP拥塞控制机制是网络发展历史中人们想出的一种解决网络拥塞的方法，但如何适应当今网络发展的需求相信还是靠人们不断的探索来寻找合适的答案。本文致力于对经典TCP拥塞控制机制的讨论并提出相应的改进思路。 关键字：拥塞控制；慢启动；阈值；TCP拥塞窗口；数据包
一、概述 1.1TCP网络拥塞控制 TCP 是因特网中使用最广泛的一种传输协议，它是一种面向连接（连接导向）的、可靠的、基于字节流的运输层（Transport layer）通信协议，之所以应用广泛一大部分是由于它的可靠性、稳定性，它为通信的双方提供了可靠的端到端的服务，而实现这一可靠服务的便是TCP 所具有的可靠传输机制，其中包括重传、序号、确认号、定时、流量控制及拥塞控制。 当网络中存在过多的数据包时，网络的性能就会下降，这种现象称为拥塞。拥塞导致的直接后果是分组丢失率增加，端到端延迟加大，甚至有可能使整个系统发生崩溃。1986年10月,由于拥塞崩溃的发生，美国LBL到UC Berkeley的数据吞吐量从32Kbps跌落到4obps(Jacobsonv,1958)。当网络处于拥塞崩溃状态时，微小的负载增量都将使网络的有效吞吐量(Goodput)急剧下降。 图1-1吞吐量和负载的关系图 图1.1描述了网络负载和吞吐量之间的关系。当负载较小时，吞吐量的增长和负载相比基本成线性关系，延迟增长缓慢;在负载超过Knee点后，吞吐量增长缓慢,延迟增长较快;当负载超过Cliff点之后,吞吐量急剧下降，延迟急剧上升。通常将Knee点附近称为拥塞避免区间；Knee到Cliff之间是拥塞恢复区间；Cliff 之外是拥塞崩溃区间。可以看出,负载在肠ee附近时网络的使用效率最高。
分析TCP的拥塞控制原理
分析TCP的拥塞控制原理 TCP是Transmission Control Protocol的缩写，即传输控制协议，它对应于OSI七层模型中的传输层，建立于网络层之上。TCP旨在给互联网提供一种可*的端到端的字节传输流。 自从1988年问世以来，TCP在研究者的努力下先后得到了许多新的发展，目前主要的模型包括四个，即TCP TAHOE，TCP RENO，TCP NEWRENO和TCP SACK。TCP TAHOE 模型是最早的TCP协议之一，它由Jacobson提出。Jacobson观察到，TCP报文段（TC P Segment）丢失有两种原因，其一是报文段损坏，其二是网络阻塞，而当时的网络主要是有线网络，不易出现报文段损坏的情况，网络阻塞为报文段丢失的主要原因。针对这种情况，TCP TAHOE对原有协议进行了性能优化，其特点是，在正常情况下，通过重传计时器是否超时和是否收到重复确认信息（dupack）这两种丢包监测机制来判断是否发生丢包，以启动拥塞控制策略；在拥塞控制的情况下，采用慢速启动（Slow Start）算法和快速重传（Fast Retransmit）算法来控制传输速率。 在试验中，我们以TCP TAHOE模型为例，对TCP的拥塞控制原理进行分析，包括两种丢包监测机制和拥塞控制中的慢速启动算法和快速重传算法。 1. TCP拥塞控制相关技术简介 1.1 慢速启动算法 在TCP TAHOE模型中，拥塞控制主要是通过调整发送端的发送速率，而这又主要是通过三个变量实现的：拥塞窗口（Congestion Window），接收端窗口（Receivers’s W indow），慢速启动阈值（Slow Start Threshold，SSTHRESH）。发送端一旦监测到数据包丢失（其原因可能是重传计时器超时，亦可能是收到重复的ACK信令），它就会开始调整发送速率。这包括，ssthresh调整为当前拥塞窗口的一半，同时拥塞窗口将降低到1个报文段。然后，随着通信过程的恢复，拥塞窗口持续增长。在拥塞窗口大小未达到ssthresh之前，它以指数速度增长；到达之后则开始线性增长。有趣的是，虽然这种算法称为慢速启动算法，但实际上一点儿也不慢，它是指数增长的。 1.2 快速重传算法 当发送端连续收到3个对应于同一个序列号的ACK信令时，就触发了其快速重传算法，即发送端不等重传计时器超时，立即向接收端发送指定的报文段。 1.3 丢包检测机制有如下两种 (1). 重复ACK信令 重复ACK有两个作用，其一，发送端可以确信该ACK序列号之前的TCP报文段都已经被接收端成功接收；其二，发送端可以据此判断出接收端接收到的TCP报文段发生了乱序的情况和接收端当前期待的TCP报文段序列号，从而触发其拥塞控制策略。
TCP拥塞控制算法性能比较
TCP拥塞控制算法性能比较 1011010409 秦树东 1、NS2仿真 仿真实验的网络结构图 如图所示0、1、2为源节点，3为路由器，4为目的节点。源节点0、1、2为TCP代理节点，频宽为8Mbps，传递延迟时间为0.1ms，仿真时使用FTP流量。路由器的队列管理机制使用DropTail，频宽为0.8Mbps，传递延迟为100ms。在这个实验中建立3条TCP数据流，0和4、1和4、2和4。在OTCL编码中，代理节点的协议代理分别设置为TCP/Reno和TCP/Vegas，来模拟这两种算法。 2、模拟结果与算法分析比较 1、模拟拥塞控制TCP Reno算法的cwnd变换图：
TCP Reno Tcl代码如下： #产生一个仿真对象 set ns [new Simulator] #开启一个trace文件，用来记录封包传送过程 set nd [open out.tr w] $ns trace-all $nd #开启3个文件用来记录3条TCP Connection的cwnd变化情况set f0 [open cwnd0.tr w] set f1 [open cwnd1.tr w] set f2 [open cwnd2.tr w] #定义一个结束程序 proc finish {} { global ns nd f0 f1 f2 $ns flush-trace #关闭文件 close $nd close $f0 close $f1 close $f2
exit 0 } #定义一个记录的程序 #每隔0.01s记录当时的cwnd proc record {tcp_} { global ns f0 f1 f2 upvar $tcp_ tcp set now [$ns now] puts $f0 "$now [$tcp(0) set cwnd_]" puts $f1 "$now [$tcp(1) set cwnd_]" puts $f2 "$now [$tcp(2) set cwnd_]" $ns at [expr $now+0.01] "record tcp" } #设置路由节点 set r0 [$ns node] #设置目的节点 set d0 [$ns node] #路由与目的节点的链路属性 $ns duplex-link $r0 $d0 0.8Mb 100ms DropTail $ns queue-limit $r0 $d0 64 for {set i 0} {$i < 3} {incr i} { #设置源节点 set s($i) [$ns node] set d($i) [$ns node] $ns duplex-link $s($i) $r0 8Mb 0.1ms DropTail #设置代理 set tcp($i) [new Agent/TCP/Reno] set tcpsink($i) [new Agent/TCPSink] $ns attach-agent $s($i) $tcp($i) $ns attach-agent $d0 $tcpsink($i) $ns connect $tcp($i) $tcpsink($i) $tcp($i) set fid_ $i