Page 34 - Web性能权威指南

2.2 拥塞预防及控制

1984 年初，John Nagle 提到了一个被称为“拥塞崩溃”的现象，这个现象会影响节
点间带宽容量不对称的任何网络：

拥塞控制是复杂网络中众所周知的一个问题。我们发现国防部的 Internet
Protocol（IP） —— 纯 粹 的 数 据 报 协 议， 和 Transmission Control Protocol
（TCP）——传输层协议，在一块使用时，由于传输层与数据报层之间的交互，
会导致一些不常见的拥塞问题。特别是 IP 网关容易受到我们称为“拥塞崩溃”
现象的严重影响，尤其是在这种网关连接不同带宽的网络时……
可能是往返时间超过了所有主机的最大中断间隔，于是相应的主机会在网络
中制造越来越多的数据报副本，使得整个网络陷入瘫痪。最终，所有交换节
点的缓冲区都将被填满，多出来的分组必须删掉。目前的分组往返时间已经
设定为最大值。主机会把每个分组都发送好几次，结果每个分组的某个副本
会抵达目标。这就是拥塞崩溃。
这种情况永远存在。达到饱和状态时，只要选择被删除分组的算法适当，网
络就可以退而求其次地持续运行下去。
—— John Nagle - RFC 896

这份报告的结论是拥塞崩溃不会对 ARPANET 造成影响，因为其大多数节点的带
宽相同，而且其骨干网的容量相对大得多。然而，这两种情况没有持续太久。1986
年，随着加入网络的节点数量（5000+）及类型日益增多，该网络中发生了一系列
拥塞崩溃故障。个别情况下，容量下降为千分之一，网络完全瘫痪。

为了解决这些问题，TCP 加入了很多机制，以便控制双向发送数据的速度，比如流
量控制、拥塞控制和拥塞预防机制。

ARPANET（Advanced Research Projects Agency Network，高级研究计划局
网络）是现代互联网的前身，是世界上第一个实际运行的分组交换网络。这
个项目于 1959 年正式启动，1983 年 TCP/IP 作为主要通信协议取代了原来
的 NCP（Network Control Program）协议。后来呢，那大家就都知道了。

2.2.1 流量控制

流量控制是一种预防发送端过多向接收端发送数据的机制。否则，接收端可能因为
忙碌、负载重或缓冲区既定而无法处理。为实现流量控制，TCP 连接的每一方都要
通告（图 2-2）自己的接收窗口（rwnd），其中包含能够保存数据的缓冲区空间大小
信息。

16 ｜ 第 2 章