拿word如何做网站,广州广告制作有限公司,珠海市今天刚刚发生的新闻,厦门免费网站建设18.3 拥塞控制
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我们在向对端发送数据时并不是一股脑子任意发送因为TCP建立连接后就是建立了一根管道这跟管道上实际上有很多的工作设备比如路由器和交换机等等他们都会对接收到的TCP包进行缓存以便实现排序然后发送但是这些设备并不是只为一个TCP连接中转数据包大量的网络包也许会耗尽存储空间从而导致TCP连接的吞吐量急剧下降。为了避免这种情况的发送TCP的设计必须是一种无私的协议它必须去探测这种网络拥塞的问题否则我们想想一旦出现拥塞判断是否丢包或者是否发生重传如果TCP只能做重传那么重传数据包会使得网络上的包更多网络的负担更重于是导致更大的延迟以及丢更多的包于是会进入一个恶性循环如果网络上的所有TCP连接都是如此行事的话那么马上就会形成“网络风暴”会拖垮整个网络这也是一个灾难。那么TCP就应该能够检测出来这种状况当拥塞出现时要做自我牺牲就像交通阻塞一样每一辆车都应该把路给让出来而不是再去抢路了。这说的就是拥塞控制。那是如何控制的呢
首先我们得看TCP是如何充分利用网络的TCP实际上就是逐步探测这个通道的传输的最大能力这个逐步探索就是我们要讲的慢启动算法这个慢启动算法就是新建立的连接不能一开始就大量发送数据包而是应该根据网络状况逐步地增加每次发送数据包的量。
具体的工作步骤就是
慢启动算法 发送方维护一个拥塞窗口刚开始时这个拥塞窗口cwndcongestion window设置为1这个1代表是一个MSS个字节。 如果每收到一个ACK那么就指数增长这个cwnd2,4,8,16,32,64等 实际上不会这么一直指数级增长下去TCP会设置一个慢启动的阈值(ssthreshslow start threshold65535个字节) 当cwnd ssthresh时进入拥塞避免阶段。
拥塞避免阶段 每收到一个ACK时cwnd cwnd 1/cwnd 每当每过一个RTT时cwnd cwnd 1
这样放缓了拥塞窗口的增长速率避免增长过快导致网络拥塞慢慢的增加调整到网络的最佳值。在这个过程中如果出现了拥塞则进入拥塞状态。
拥塞状态 那是如何判断出现拥塞状态呢只要出现丢包就认为进入了拥塞状态。进入拥塞状态也分两种情况 1 等到RTO超时重传超时重传数据包。TCP认为这种情况太糟糕反应也很强烈
sshthresh cwnd /2cwnd 重置为 1进入慢启动过程
快速重传 2连续收到3个duplicate ACK时重传数据包无须等待RTO。此情况即为下面的快速重传。
【问题】什么情况下会出现3个duplicate ACK
TCP在收到一个乱序的报文段时会立即发送一个重复的ACK并且此ACK不可被延迟。
如果连续收到3个或3个以上重复的ACKTCP会判定此报文段丢失需要重新传递而无需等待RTO。这就叫做快速重传。
TCP Tahoe的实现和RTO超时一样。 TCP Reno的实现是
sshthresh cwndcwnd cwnd /2进入快速恢复算法——Fast Recovery
上面我们可以看到RTO超时后sshthresh会变成cwnd的一半这意味着如果cwndsshthresh时出现的丢包那么TCP的sshthresh就会减了一半然后等cwnd又很快地以指数级增涨爬到这个地方时就会成慢慢的线性增涨。我们可以看到TCP是怎么通过这种强烈地震荡快速而小心得找到网站流量的平衡点的。
快速恢复算法
TCP Reno
这个算法定义在RFC5681。快速重传和快速恢复算法一般同时使用。快速恢复算法是认为你还有3个Duplicated Acks说明网络也不那么糟糕所以没有必要像RTO超时那么强烈。 注意正如前面所说进入Fast Recovery之前cwnd 和 sshthresh已被更新
sshthresh cwndcwnd cwnd /2
然后真正的Fast Recovery算法如下
cwnd sshthresh 3 * MSS 3的意思是确认有3个数据包被收到了重传Duplicated ACKs指定的数据包如果再收到 duplicated Acks那么cwnd cwnd 1如果收到了新的Ack那么cwnd sshthresh 代表恢复过程结束然后就进入了拥塞避免的算法了。
如果我们仔细思考一下上面的这个算法你就会知道上面这个算法也有问题那就是——它依赖于3个重复的Acks。注意3个重复的Acks并不代表只丢了一个数据包很有可能是丢了好多包。但这个算法只会重传一个而剩下的那些包只能等到RTO超时于是进入了恶梦模式——超时一个窗口就减半一下多个超时会超成TCP的传输速度呈级数下降而且也不会触发Fast Recovery算法了。
TCP New Reno
于是1995年TCP New Reno参见 RFC 6582 算法提出来
当sender这边收到了3个Duplicated Acks进入Fast Retransimit模式开发重传重复Acks指示的那个包。如果只有这一个包丢了那么重传这个包后回来的Ack会把整个已经被sender传输出去的数据ack回来。如果没有的话说明有多个包丢了。我们叫这个ACK为Partial ACK。一旦Sender这边发现了Partial ACK出现那么sender就可以推理出来有多个包被丢了于是乎继续重传sliding window里未被ack的第一个包。直到再也收不到了Partial Ack才真正结束Fast Recovery这个过程。
我们可以看到这个“Fast Recovery的变更”是一个非常激进的玩法他同时延长了Fast Retransmit和Fast Recovery的过程。
18.4 BBR算法
上一小节我们接收了两种拥塞控制算法一个是Reno、一个是New Reno现如今google研发了新的拥塞控制算法BBR详情见https://www.zhihu.com/question/53559433
对于BBR算法的测试结果可以参考 https://www.zhihu.com/question/52933117
那我们如何修改拥塞控制算法呢
首先我们要确保我们是否升级到了4.9版本使用uname -r 或者uname -a
lizhiyongubuntu:~$ uname -r
4.4.0-87-generic
lizhiyongubuntu:~$ uname -a
Linux ubuntu 4.4.0-87-generic #110-Ubuntu SMP Tue Jul 18 12:55:35 UTC 2017 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
lizhiyongubuntu:~$
下载linux内核代码方法到官网下载https://www.kernel.org/ 或者githttps://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux.git/
升级内核版本的方法https://kernelnewbies.org/KernelBuild
修改内核使用的拥塞控制算法
更新完系统内核之后就可以开启TCP-BBR了。
编辑/etc/sysctl.conf并保存
#在文件最底部添加如下两行如果之前已经有这些内容请酌情删掉或修改 net.core.default_qdiscfq net.ipv4.tcp_congestion_controlbbr 执行sysctl -p使修改后的配置文件生效 rootlinode:~# sysctl -p net.core.default_qdisc fq net.ipv4.tcp_congestion_control bbr 查看BBR是否开启
首先执行下边的命令来确定内核已经开启BBR如果返回的结果中含有BBR则证明内核已经开启
sysctl net.ipv4.tcp_available_congestion_control 然后执行下边的命令看到有tcp_bbr模块则说明BBR已经启动
lsmod | grep bbr
