关于计算机流量和拥塞控制

现有的大部分可靠多播协议都没有实现对TCP友好的拥塞控制，由于一个多播会话覆盖的网络范围可能很大，其对网络的潜在破坏力也比单播协议大得多。而且由于目前Internet上大部分流量都是TCP，因此可靠多播协议的拥塞控制算法必须做到TCP友好，否则就会夺走TCP流的带宽，造成不公平现象。由此可见，只有实现了对TCP友好的拥塞控制的协议才能在网络上安全地实施。本章将详细描述TORM的流量和拥塞控制算法，包括接收者反馈及其发送算法，发送者根据反馈调整发送速率的算法，以及对于拥塞控制至关重要的RTT的测量算法。

基于单一速率的控制TORM允许树上任何一个节点成为数据源，这就需要在每个节点上都实现流量控制，而且由于每个流的传输是相互独立的，因此对每个流也分别进行流量控制。TORM对一个流中新数据、转发和重传三种数据类消息的发送进行统一控制，特别需要指出的是：对重传也必须施加流量控制，否则如果需要重传的数据很多，那么重传同样有可能造成拥塞。三类数据中重传的优先级最高，节点总是首先发送重传以帮助接收者尽快恢复丢失的数据，如果没有重传就根据TORM树多播路由算法向其它域转发自己接收到的数据，只是在没有这两类数据的情况下才发送自己产生的新数据。拥塞控制算法分为两大类：单速率和多速率。多速率拥塞控制最适用于实时音频、视频这样支持分层编码且不需要完全可靠，或者象文件传输这样需要完全可靠但没有实时性要求的应用，对于白板这样既有实时性要求，又要求完全可靠的应用是否适用还有待研究。因为用FEC对文件编码时需要接收到足够数量的块才能解码，在实时应用中就会产生很大延迟，比如播放流式文件时不能等整个文件都解码出来再播放。另一方面由于没有接收者的反馈，发送者需要无休止地发送编码块以确保接收者收到足够多的块，这在实时应用中也是没有必要的。TORM采用基于单一速率的流量和拥塞控制，实现了流间的公平。算法的目标是把发送速率始终控制在所有接收者都能接受的最高速率上，其关键是：流量和拥塞控制(1)如何获取当前接收者的接收状况，(2)如何根据接收者的接收状况调整发送速率。

接收者反馈不同的拥塞控制算法需要不同的接收者反馈。基于窗口的拥塞控制MTCP[Rhee1999]用拥塞窗口cwnd估计接收者的可用带宽，需要接收者逐级报告拥塞窗口的最小值minCwnd和未被确认数据窗口的最大值maxTwnd，发送者能发送的数据量是minCwnd-maxTwnd。基于速率的LTRC[Montgomery1997]利用超时和接收者的丢失情况增减发送速率，需要接收者给予丢失率的反馈。TFMCC[Handley1999]中，每个接收者自己根据丢失率l、自己的RTT和重传超时t用0[Padhye1998]中的TCP稳态公式计算出理想的吞吐率Breport并报告给发送者，发送者根据Breport调整实际发送速率Bactual。和以上算法不同，TORM提供的接收者反馈包括接收速率、丢失状况和RTT的变化，通过这些反馈信息，发送者能更有效地控制发送速率。

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