思科认证：TCP/IP网络中的显式拥塞通告(ECN)

会计考友

当前的TCP 实现将TCP 端节点之间的中心收集视为一个欠亨明的“黑盒”。TCP 包进入和流出这个盒子。有些时辰进入盒子的包被丢失踪了。因为今天的数字和光媒体上呈现比特级错误的机缘很是少，TCP 的设计者们就假设包的丢失踪很年夜水平上是因为路由器的拥塞，也即是路由器用来容纳进入包的缓冲已经被填满了，这样路由器会静默地丢弃接下来进入的包。
   
    尽管TCP可以检测到TCP包的丢失踪而且进行重传，可是年夜TCP措置过程，重传过程和吞吐率下矫魅这些方面看，这个重传过程将会破耗很年夜。 　　当一个发送的TCP端节点检测倒也述包丢失踪时，可以进行快速重传或者包的重传计时骥超时而重传。然后该TCP端节点减小发送窗口(在期待响应之前可以发送的包数目)，进行慢启动和拥塞避免算法(RFC 2001)。这会马上降低发送端的发送速度，以便路由器来减窍碌塞。发送端会逐渐将发送窗口恢复倒拥塞发生前的巨细。
5 i% J: g' L: O- o3 I( _: f& l% X　　尽管因为路由器拥塞而发生的包丢失踪是偶然发生的事务，它们并不会负面地影响块数据传输，只是会增添一些重传数据包和恢复发送速度的时刻。慢启动和拥塞避免算法对于时刻敏感的，成块数据流的节制效不美观很是好。然而，TCP措置丢包的体例对于交互式的，丢失踪敏感和时刻敏感的流量来说效不美观不是很好。
  h0 {$ S- s9 L　　此吐矣闽关于路由器拥塞的问题是拥塞对于多个数据流的影响。当路由器起头丢弃进入的数据包时，它一般并不区分数据流的分歧。当多个TCP数据流都发生包丢失踪时，所有的数据流都要削减自身的发送速度。按照路由器拥塞减轻的水平，多个TCP数据流将会逐渐恢复自身的发送速度。这会降低路由器及相关链路的使用率，直到所有的TCP数据流恢复到以拥塞之前的速度进行发送。路由器年夜拥塞状况又进入到了低使用状况。
　　这种拥塞后因为重传和低链路使用而带来的吞吐量问题，是仅仅经由过程发送端来打点拥塞的结不美观。为了避免因为路由器拥塞而带来的丢包而发生的一系列问题，TCP/IP的设计者们建树了一些用于主机和路由器的尺度。这些尺度描述了在IP路由器长进行的自动队列打点算法(AQM)(RFC 2309)，使得路由器能够监控转发队列的状况，以供给一个路由器向发送端陈述发生拥塞的机制，让发送端在路由器起头丢包前降低发送速度。这种路由器陈述和主机响应机制被称为显式拥塞书记(ECN)(RFC 3168)。
　　当拥塞发生时，发送主机必需仍然在降低它们的发送速度。然而，经由过程避免包的丢失踪，发送主机无需进入重传过程，丢失踪敏感的数据包流也不会因为拥塞而受到很年夜影响。
显式拥塞书记
0 q* l& C+ L+ G　　IP和TCP使用包头中的未使用字段来撑持ECN。
+ z8 {8 n! ]% |; k4 m! C　　在收集层(IP)，一个发送主机必需能够剖明自身可以进行ECN，路由器在转发时必需能够剖明它正在履历拥塞。
5 F& f8 b/ ?6 P+ S# {, }& b& i% Q　　在传输层(TCP)，TCP端必需对对方剖明自身是可以进行ECN操作的。领受端必需能够通知发送端它收到了一个来自路由器的拥塞书记。发送端必需能够通知领受端它受到了来自领受端的书记而且已经降低了发送速度。
3 n9 [, z5 F6 J- u       IP包头中的8位的处事类型域(TOS)原先在RFC791中被界说为剖明包的发送优先级，时延，吞吐量，靠得住性和耗损等特征。在RFC2474中被年夜头界说为包含一个6位的区分处事码点(DSCP)和两个文暌姑的位。DSCP值剖明一个在路由器上设置装备摆设的和队列相联系关系的发送优先级。IP对ECN的撑持使用到了TOS域中剩下的这两位。