Протокол TCP: управление перегрузкой | Курс "Компьютерные сети"

Andrey Sozykin

24 Jan 201609:21

Summary

TLDRВ данной лекции Андрей Сазыкин рассказывает о протоколе TCP и его механизмах управления перегрузкой и потоком данных в сети. Основная проблема, с которой сталкивается протокол, заключается в предотвращении перегрузки сети излишним количеством отправляемых сегментов. В лекции описываются два типа окон: окно управления потоком и окно перегрузки, которые определяются в зависимости от загрузки сети и размера буфера получателя. Рассматриваются методы аддитивного увеличения и мультипликативного уменьшения размера окна, а также медленный старт. Указывается на сложность определения перегрузки из-за композитности сети и использования потерь сегментов в качестве сигнала перегрузки. В заключение, лекция затрагивает комбинацию медленного старта и аддитивного увеличения мультипликативного уменьшения для оптимального управления окном перегрузки и предотвращения сетевых коллапсов.

Takeaways

📈 Управление перегрузкой сети - это процесс определения оптимального размера окна для передачи данных, чтобы избежать перегрузки и потерю данных.
🔄 В прошлом использовался фиксированный размер окна (8 сегментов), но теперь он определяется динамически в зависимости от загрузки сети.
📊 Окно перегрузки использует комбинацию методов аддитивного увеличения и мультипликативного уменьшения для определения количества сегментов, которые можно отправить.
🚀 Метод медленного старта позволяет быстро увеличивать размер окна, экспоненциально увеличивая его на каждом подтверждении.
⚠️ При потере сегмента метод медленного старта уменьшает размер окна до нуля, что может замедлить передачу данных.
🔧 Комбинация медленного старта и аддитивного увеличения с мультипликативным уменьшением позволяет быстро заполнить пропускную способность канала, а затем увеличивать размер окна медленно.
📉 Порог медленного старта определяется после сигнала о перегрузке, умножая текущий размер окна в два.
📚 Основным сигналом перегрузки является потеря сегментов, что указывает на то, что сеть перегружена.
⏱️ Задержка сегментов и явный сигнал от маршрутизатора также могут служить сигналами перегрузки сети.
🔄 Метод аддитивного увеличения с мультипликативным уменьшением хорошо работал на медленных каналах, но на современных быстрых каналах он может быть менее эффективным.
🔍 Следующая лекция будет посвящена работе других типов сигналов перегрузки и их влиянию на размер окна.

Q & A

Какой механизм используется для предотвращения перегрузки сети при передаче данных?
-Для предотвращения перегрузки сети используется механизм управления окном перегрузки, который определяет, сколько сегментов можно отправить в сеть.
Что такое метод аддитивного увеличения и мультипликативного уменьшения?
-Метод аддитивного увеличения и мультипликативного уменьшения - это метод определения размера окна перегрузки, при котором размер окна увеличивается на один сегмент с каждым подтверждением, а в случае перегрузки уменьшается в два раза.
Какой метод используется для быстрого заполнения доступной пропускной способности канала?
-Для быстрого заполнения доступной пропускной способности канала используется метод медленного старта, при котором размер окна увеличивается экспоненциально.
Что происходит, если произошла потеря сегмента при использовании метода медленного старта?
-Если при использовании метода медленного старта произошла потеря сегмента, размер окна уменьшается до нуля, и процесс запускается заново.
Какой сигнал от маршрутизатора может указывать на перегрузку сети?
-Сигнал от маршрутизатора, указывающий на перегрузку сети, может быть явным сигналом от маршрутизатора или задержкой сегмента.
Какой метод комбинирует медленный старт и аддитивное увеличение мультипликативного уменьшения?
-Медленный старт комбинируется с аддитивным увеличением мультипликативного уменьшения, сначала используется медленный старт для быстрого заполнения пропускной способности, а затем, при достижении определенного значения, происходит переход на аддитивное увеличение и мультипликативное уменьшение.
Чем определяется размер окна перегрузки?
-Размер окна перегрузки определяется динамически в зависимости от того, насколько загружена сеть, и использует комбинацию методов аддитивного увеличения, мультипликативного уменьшения и медленного старта.
Какой был первый случай перегрузки сети в истории интернета?
-Первый случай перегрузки сети в истории интернета произошел в 1986 году и назывался коллапс перегрузки.
null
-null
Что делает получатель при отправке подтверждения в протоколе TCP?
-При отправке подтверждения в протоколе TCP получатель указывает также в сегменте размер окна, то есть количество байт, которые он может принять.
Чем может быть сигналом перегрузки сети?
-Сигналом перегрузки сети может быть потеря сегмента, которая указывает на то, что сеть перегружена, а не канал связи испытывает ошибки.
Какой метод оптимизирует размер окна перегрузки на быстрых и надежных каналах связи?
-Для оптимизации размера окна перегрузки на быстрых и надежных каналах связи используется метод медленного старта, который позволяет быстрее увеличивать размер окна, чем метод аддитивного увеличения и мультипликативного уменьшения.
Какой порог определяется для медленного старта после сигнала о перегрузке?
-Порог медленного старта определяется как размер окна, при котором был получен сигнал о перегрузке, умноженный на два.

Outlines

00:00

😀 Управление потоком и перегрузкой в сетях

В этом параграфе рассказывается о том, как в сетях управляют потоком и перегрузкой. Обсуждаются механизмы управления потоком, такие как использование размера окна, и проблемы, которые могут возникнуть, если сеть перегружена. Рассказывается о протоколе TCP и его способах предотвращения перегрузки сети, включая использование методов аддитивного увеличения и мультипликативного уменьшения размера окна. Также упоминается исторический случай 1986 года, связанный с коллапсом перегрузки в интернете.

05:00

😉 Сигналы перегрузки и методы управления окном

Второй параграф посвящен сигналам перегрузки и методам управления размером окна в сетях. Здесь объясняется, что происходит, когда сеть перегружена, и как это может привести к потере сегментов. Обсуждаются различные сигналы перегрузки, такие как потеря сегментов и задержки. Введением метода медленного старта и его комбинация с аддитивным увеличением и мультипликативным уменьшением, описывается процесс динамического определения размера окна для избежания перегрузки сети. Также упоминается, что будут рассмотрены другие типы сигналов перегрузки в следующей лекции.

Mindmap

Keywords

💡Протокол TCP

Протокол TCP (Transmission Control Protocol) является одним из основных протоколов в сетях, отвечающих за надежную передачу данных между устройствами. В контексте видео, он связан с управлением перегрузкой и потоком, что крайне важно для эффективного использования сетевых ресурсов.

💡Управление перегрузкой

Управление перегрузкой - это процесс определения и контроля объема данных, отправляемых в сеть, чтобы избежать их перегрузки. В видео рассказывают о том, как с помощью определения размера 'окна перегрузки' можно предотвращать потерю данных и снижение производительности сети.

💡ОКНО

В сетевых технологиях окно - это механизм, используемый для контроля скорости передачи данных, чтобы отправитель не посылал более того количества данных, которое может быть обработано получателем и сетью. В видео упоминается два типа окон: окно управления потоком и окно перегрузки.

💡ОКНО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕГРУЗКОЙ

Окно управления перегрузкой - это динамический параметр, определяющий, сколько сегментов можно отправить в сеть без ее перегрузки. В видео рассматривается, как его размер определяется на основе загрузки сети и как с его помощью предотвращается потеря данных и снижение производительности.

💡АДДИТИВНОЕ УВЕЛИЧЕНИЕ

Аддитивное увеличение - это метод управления размером окна перегрузки, при котором размер окна увеличивается на определенное значение (обычно размер одного сегмента) при каждом получении подтверждения. В контексте видео, этот метод используется для медленного и стабильного увеличения объема передаваемых данных.

💡МНОТИПЛИКАТИВНОЕ УМЕНЬШЕНИЕ

Мультипликативное уменьшение - это метод, при котором размер окна перегрузки уменьшается на определенную величину (например, в два раза) в случае обнаружения перегрузки сети. В видео упоминается, что этот метод используется для быстрого уменьшения объема данных в сети при перегрузке.

💡МЕДЛЕННЫЙ СТАРТ

Медленный старт - это метод, при котором размер окна перегрузки начинается с малого значения и экспоненциально увеличивается с каждым подтверждением. В видео рассказывают, что этот метод позволяет быстро заполнить доступную пропускную способность канала без риска перегрузки.

💡ПОТЕРЯ СЕГМЕНТОВ

Потеря сегментов является одним из сигналов перегрузки сети. В видео упоминается, что если сеть перегружена, маршрутизаторы могут начинать отбрасывать пакеты, что приводит к потере сегментов и требует уменьшения размера окна для предотвращения дальнейшей перегрузки.

💡СИГНАЛЫ ПЕРЕГРУЗКИ

Сигналы перегрузки - это механизмы, которые позволяют узнавать об_overloaded сети и принимать меры для её устранения. В видео рассматриваются различные типы сигналов, включая потерю сегментов, задержку сегментов и явный сигнал от маршрутизатора.

💡ТИСЕ ПИ

ТИСЕ ПИ (TCP) - это протокол, связанный с управлением потоком и перегрузкой в сетях. В контексте видео, ТИСЕ ПИ используется для определения размера окна на основе размера буфера получателя и текущей загрузки сети.

💡СПЕЦИФИКАЦИЯ ОКНА

Спецификация окна - это процесс определения размера окна перегрузки и управления потоком на основе текущей сетевой ситуации. В видео рассматриваются различные методы и алгоритмы, позволяющие оптимизировать размер окна для эффективной работы в сети.

Highlights

Привет, меня зовут Андрей Сазыкин. Курс по сети и системам телекоммуникаций.

Тема лекции: протокол TCP, управление перегрузкой.

Проблема перегрузки сети, когда данные не доходят до получателей из-за перегрузки маршрутизаторов.

История: в 1986 году произошло событие, известное как коллапс перегрузки в интернете.

Введение динамического определения количества сегментов, которые можно отправить в сеть.

Окно перегрузки и окно управления потоком: два типа механизмов для управления сетевым трафиком.

Метод аддитивного увеличения и мультипликативного уменьшения размера окна перегрузки.

Сигналы перегрузки: потеря сегментов и задержка сегментов.

Медленный старт: экспоненциальное увеличение размера окна перегрузки.

Комбинация медленного старта и аддитивного увеличения мультипликативного уменьшения.

Порог медленного старта определяется после сигнала о перегрузке.

Оптимальный размер окна для эффективной передачи данных и избежания перегрузки сети.

Влияние медленных и надежных каналов связи на работу метода аддитивного увеличения.

Современные быстрые и надежные каналы связи и их влияние на методы управления окном.

Следующую лекцию будет посвящена работе сигналов перегрузки и их типов.

Заключение лекции: управление перегрузкой и оптимизация размера окна для эффективного сетевого обмена.