28第28章 拥塞控制
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1.计算机网络共享的资源是(计算机的软件硬件与数据)2.早期ARPANET 中使用的IMO从功能上看,相当于目前广泛使用的(路由器)3.关于计算机网络形成的标志性成果的描述中错误的是(OSI参考模型为网络协议的研究提供了理论依据)4.ARPANET最早推出的网络应用是TELNET5.对ARPANET研究工作的描述错误的是提出了ipv6地址的划分方法6.以下关于物联网技术的描述中错误的是物联网的应用可以缓解ip地址匮乏问题7.以下关于无线网络技术特点的描述中错误的是WMAN不需要有基站8.以下关于计算机网络定义药店的描述中错误的是联网计算机之间的通信必须遵循TCP/IP9.以下属于定义中错误的是“intranet”是依据osi参考模型与协议组建的计算机网络10.以下关于网络拓扑的描述中错误的是网络拓扑研究的是资源子王中节点的结构关系问题11.以下关于网络分类的描述中错误的是连接用户计算机身边10m之内计算机等数字终端设备的网络称为WSN12.以下关于广域网特征的描述中错误的是广域网的核心技术是线路交换技术13.以下关于网络城域网的描述中错误的是第二层交换机是宽带城域网的核心设备14.以下关于局域网特征的描述中错误的是提供高数据传输速率(1.544~51.84Mbps)、低误码率的高质量数据传输环境15.以下关于蓝牙技术的描述中错误的是与IEEE 802.15.4标准兼容16.以下关于ZigBee技术特点的描述中错误的是与IEEE802.15.4的MAC层协议不兼容17.以下关于ISP概念的描述中错误的是第一层的国家服务提供商NSP是由ISOC批准的18.以下关于internet核心交换与边缘部分结构特点的描述中错误的是边缘部分的段系统是由路由器组成19.以下关于环状拓扑结构特点的描述中错误的是环中数据可以沿两个方向逐站传送20.以下关于数据报传输方式的特点的描述中错误的是数据报方式适用于长报文、会话式通信21.以下关于网络协议与协议要素的描述正确的是A协议表示网络功能是什么22.以下关于网络体系结构概念的描述中错误的是 B所有的计算机网络都必须遵循0SI体系结构23.以下关于网络体系结构的研究方法优点的描述中错误的是C允许隔层通信是0SI参考模型灵活性的标志24.以下关于0SI参考樽型的基本概念的描述中错误的是A术语"0SI参考模型"中的开放是指可以用于任何一种计算机的操作系统25.以下关于0SI参考模型7个层次划分原_的描述中错误的是A网中各主机可以有不同的层次26.以下关于物理层基本概念的描述中错误的是D数据传输单元是字节27.以下是关于数据链路层的基本概念的描述错误的是B可以在释放物理连接后建立数据链路28.以下是关于网络层基本概念的描述中错误的是C实现流量控制'拥塞控制与网络安全的功能29.以下是关于传输层基本概念的描述中错误的是B相邻的尚层是表层30.以下关于OSI环境基本概念的描述中错误的是B连接主机的物理传输介质包括在0SI环境中31.以下关于0SI环境中数据传输过稈的描述中错误的是B表示层只进行数据的格式交换,不増加协议头32.以下关于传输层特点的描述错误的是D协议数据单元是分组33.以下关于传输层特点的描述中错误的是 D 。
7第一章R11 L/R1 + L/R2R13a. 两个用户b. 每个用户需要1Mbps进行传输,若两个或更少用户同时进行传输,则带宽需求量最大为2Mbps,由于链路总带宽为2Mbps,所以无排队时延;若三个或更多用户同时进行传输,带宽需求超过3Mbps,多于链路总带宽,因此会出现排队时延。
c. 0.27d. 0.008;0.008R19a. 500kbpsb. 64sc. 100kbps;320sR23应用层:网络应用程序及应用层协议存留的地方;传输层:在应用程序端点之间传送应用层报文;网络层:将网络层分组(数据报)从一台主机移动到另一台主机;链路层:将分组从一个结点移动到路径上的下一个结点;物理层:将帧(链路层分组)中的一个一个比特从一个结点移动到下一个结点。
R25路由器:网络层,链路层,物理层链路层交换机:链路层,物理层主机:所有五层P3a. 电路交换网。
因为应用包含可预测的稳定带宽需求的长运行时间,由于传输率已知且非猝发,可在无明显浪费的情况下为每个应用周期预留带宽。
且建立与中断连接的总开销可被均摊在应用长时间的运行时间中。
b. 在最坏的情况下,所有应用同时经一条或多条链路传输。
然而由于每条链路都有足够带宽提供给所有应用,不会出现拥塞情况,因此不需要拥塞控制。
第二章R5目的主机的IP地址与目的进程套接字的端口号R12当用户首次访问网站时,服务器创建一唯一标识码,在其后端服务器中创建一入口,将该唯一标识码作为Cookie 码返回,该cookie 码储存在用户主机中,由浏览器管理。
在后来每次的访问与购买中,浏览器将cookie 码发送给网站,因此当该用户(准确地说,该浏览器)访问该网站时,网站会立即获知。
R15FTP 使用两平行TCP 连接,一条连接发送控制信息(例如文件传输请求),另一条连接用作实际传输文件。
由于控制信息不会通过与文件传输相同的连接发送,因此FTP 在“带外”发送控制信息。
R19是的,一个机构的邮件服务器和Web 服务器可以有完全相同的主机名别名。
第28卷第3期2007年5月 宇 航 学 报Journ al of As tronauticsVol.28May No.32007一种适合卫星网络的拥塞控制算法刘 炯1,2,曹志刚1(1.北京清华大学电子工程系,北京100084; 2.解放军西安通信学院,西安710106) 摘 要:针对卫星信道环境中存在随机误码和突发误码现象,现有T CP 协议不能很好地区分数据丢失的具体原因,导致T CP 协议性能下降的问题,提出了一种新的拥塞控制算法。
此算法采用高低优先级数据包间隔发送的数据发送策略,并根据接收端的数据接收状况判断数据丢失的原因,采取相应的拥塞窗口控制策略。
另外,为了减少反向链路带宽的占用,接收端采取周期发送应答信息的策略。
应答信息包含了数据接收的整个状态。
通过与当前多种针对此问题的协议进行仿真比较,所提出的拥塞控制算法不仅可以有效地区分数据丢失原因,提高前向链路吞吐量,而且还降低了反向链路的带宽占用。
关键词:卫星通信;T CP ;拥塞控制;随机误码;突发误码中图分类号:T N915.04 文献标识码:A 文章编号:100021328(2007)0320689205收稿日期622; 修回日期22基金项目国家自然科学基金资助(666)0 引言目前,互联网中TCP 2Reno[1]和TCP 2Ne wReno[2]协议最为流行。
但这些TCP 协议都假设网络中只存在拥塞,而不考虑误码的问题。
当出现丢包时,即认为网络发生拥塞,随即降低发送速率。
虽然这样的假设在地面网络中非常适用,但是在误码率较高的卫星信道环境下,协议的性能就表现得非常差[3,4]。
另外,由于信号被遮蔽或者多径传输造成的突发误码[5,6],还会使协议的性能更加不稳定。
再有,卫星网络中前向信道的带宽往往大于反向信道的带宽,通常相差几十倍,甚至上百倍。
这样,由于反向信道的带宽过窄,就会造成应答信息的拥塞,使传输协议性能下降[7]。
近几年来,国内外研究机构和专家都在研究适合卫星通信环境的传输控制协议[8-12]。
2008年4月25.被称为计算机网络技术发展里程碑的计算机网络系统是_Windows NT___。
26.目前电话双绞线上网的主流数据传输速率为___56Kbps______(下行速度) 33(上传)。
27.计算机网络按其交换方式,可分为电路交换网、报文交换网和_分组交换____。
28.OSI参考模型中数据链路层的协议数据单元通常被称为__帧___________________。
29.蜂窝移动通信网涉及到OSI参考模型的物理层,数据链路层与___网络层_____________。
30.引起数据传输差错的噪声分为随机热噪声和_冲击噪声_。
31.在移动通信中对于那些离开了原始站点还想继续连接网络的主机称为__移动主机____。
32.当到达通信子网的分组数量过多,导致网络性能下降的现象称为拥塞_。
(网络层)33.IPv6将IPv4地址的长度从32bit增加到了___128bit__________________。
34.域名系统DNS由三部分组成,即地址转换程序(域名和ip地址)、域名服务器和___域名空间__________。
35.IEEE802标准中的LLC子层(数据链路层分2层为llc和mac)规定了三种类型的链路服务,即无确认无连接服务,有确认无连接和___面向连接_。
36.IEEE802.3MAC帧的起始定界符SFD的比特模式为10101011______。
37.蓝牙1.0标准的核心部分规定的是设计标准;而协议子集部分规定的是___运作性准则__。
38.局域网操作系统中最安全、最基本的网络服务功能文件服务__。
(ftp)39.在网络安全中,防止数据不受主动攻击的保护措施称为报文认证_。
2008年7月25.ARPA网中使用的数据交换方式为__分组交换_______。
26.目前通过电话双绞线上网的主流数据速率为56Kbps,其物理极限为_________。
27.光纤信道采用的多路复用技术为____波分多路复用________。
2012年4月25.计算机网络各层次结构模型及其协议的集合称为_网络体系结构_____。
26.计算机网络按照交换方式可以分为电路交换网、报文交换网和_分组_____交换网。
27.网络的可靠性一般通过_确认_____和重传机制保证。
28.Adhoc是由一组用户群组成,不需要__基站____、没有固定路由器的移动通信网络。
29.采用曼彻斯特码传输1比特数据需要__2____个信号状态。
30.信道中固有的、持续存在的噪声称为__随机____噪声。
31.HDLC帧格式中标志字段的比特模式是_01111110_____。
32.RIP采用的距离度量方法是_站点计数_____度量。
33.Internet中将IP地址转换为物理地址的是_ARP_____协议。
34.传输层的主要功能是负责__应用进程____之间的端-端通信。
35.用户E-mail地址的格式为:用户名@___主机域名___。
36.广播信道的动态分配策略包括_随机_____访问和控制访问。
37.IEEE802.3标准定义的介质访问控制方法是__CSMA/CD____。
38.FTP控制连接所用的端口号为__21____。
39.100BASE-T的传输介质为非屏蔽双绞线,其最大段长度为__100____米。
2011年7月25.与网络拓扑结构选择紧密相关的两个主要因素是传输介质的选择和_介质访问控制方法___的确定。
26.无连接服务的特点是每个分组都要携带完整的__目的地址____,且各分组在通信子网中是独立传送的。
27.ITU建议的2.048Mbps速率的PCM载波标准称为___E1___载波。
28.HDLC中监控帧的帧类型标识位的值是__10____。
29.一条虚电路在节点间的各段物理信道上传送分组均要占用一条__逻辑信道____。
30.路由选择中的基本操作是最佳路径的判定和__网间信息包____的传送。
31.TCP连接的建立采用__三次____握手协议来实现。
Chapter 28拥塞控制28.1 拥塞控制由于内存资源的有限按照传统的处理方法,当队列的长度达到规定的最大长度时,所有到来的报文都被丢弃,对于TCP报文如果大量的报文被丢弃将造成TCP超时,从而引发TCP的慢启动和拥塞避免机制。
使TCP减少报文的发送。
当队列同时丢弃多个TCP连接的报文时将造成多个TCP连接同时进入慢启动和拥塞避免。
称之为TCP全局同步。
这样多个TCP连接发向队列的报文将同时减少,使得发向队列的报文的量不及线路发送的速度,减少了线路带宽的利用,并且发向队列的报文的流量总是忽大忽小,使线路的上的流量总在极少和饱满之间波动如下图所示28.1.1 RED随机预检测为了避免这种情况的发生引入了RED技术(Random Early Detection)随机预检测,如图所示,采用RED时用户可以设定队列的阈值threshold,当队列的长度小于低阈值时,不丢弃报文;当队列的长度在低阈值和高阈值之间时,WRED开始随机丢弃报文,队列的长度越长,丢弃的概率越高;当队列的长度大于高阈值时,丢弃所有的报文。
队列及丢弃计算方法如下:平均队列长度=(以前的平均队列长度*(1-1/2^n)+(当前队列长度/2^n)其中n是指数权重因子,可以给用户自行配置。
默认值是9,n越大旧平均队列相对于当前队列长度的重要性就会越高。
这样就会导致,平均队列长度变化缓慢,不太可能快速变化,避免了队列长度的猛烈波动,同时,能使用临时的突发,平缓峰值对当前队列的影响。
但如果n过大,RED将根本无法对拥塞做出反应。
如果n过小,则RED对临时的突发流量将会作出过于灵敏的反应。
由于RED随机地丢弃报文,将避免使多个TCP连接同时降低发送速度,从而避免了TCP的全局同步现象,当某个TCP连接的报文被丢弃开始减速发送的时候,其他的TCP连接仍然有较高的发送速度,这样无论什么时候总有TCP连接在进行较快的发送,提高了线路带宽的利用率。
如上图所示,图线平稳了很多,但是RED只是随机进行丢弃,所以灵活性要差一点,分组丢弃概率为:分组丢弃概率=((平均队列长度–最小阀值)/最大阀值)*标记概率分母28.1.2 WRED随机预检测现在所采用的基本上都是WRED(Weighted Random Early Detection)。
原理都是一样的。
只不过WRED与RED的区别在于前者引入IP优先权DSCP值来区别丢弃策略,可以为不同IP优先级DSCP 设定不同的队列长度、队列阈值、丢弃概率,从而对不同优先级的报文提供不同的丢弃特性。
下图介绍了WRED和队列之间的关系在设置时如果直接采用队列的长度与用户设定的阈值比较并进行丢弃(这是设置队列门限的绝对长度),将会对突发性的数据流造成不公正的待遇,不利于数据流的传输,所以在与设定的阈值比较并进行丢弃时采用队列的平均长度(这是设置队列门限与平均长度比较的相对值)队列的平均长度既反映了队列的变化趋势又对队列长度的突发变化不敏感避免了对突发性的数据流造成不公正的待遇。
另外还要注意WRED不能配置在使用了基于路由交换处理器(RSP)的CQ、PQ和WFQ队列机制的接口上。
28.1.3 WRED配置WRED可以在接口上进行配置,也可以在policy上进行配置,可以针对于precedence进行 RED,也可以针对于DSCP值进行RED,当然,两者之间只能选择一个。
1.基于DSCP的配置1.使用IP DSCP 来配置WRED:nimokaka(config-if)#random-detect dscp-based2.设置丢弃数据包的最小值,最大值和丢弃数据包的轮循间隔:nimokaka(config-if)#random-detect dscp {dscp} {min max mark} 2.基于IP优先级的配置1、启用WRED:nimokaka(config-if)#random-detect2、设置WRED 丢弃数据包的最小值,最大值和丢弃数据包的轮循间隔:nimokaka(config-if)#random-detect precedence {precedence|rsvp} {minmax mark}28.1.4 检查WRED配置1、显示接口队列信息:nimokaka#show queue [interface]2、显示WRED信息:nimokaka#show queueing random-detectHssi3/0/0Queueing strategy: random early detection (WRED)Exp-weight-constant: 9 (1/512)mean queue depth: 40drops: class random tail min-th max-th mark-prob0 13783 174972 20 40 1/101 14790 109428 22 40 1/102 14522 119275 24 40 1/103 14166 128738 26 40 1/104 13384 138281 28 40 1/105 12285 147148 31 40 1/106 10893 156288 33 40 1/107 9573 166044 35 40 1/10Rsvp 0 0 37 40 1/1028.1.5 WRED配置实例1.基于DSCP的配置Switch(config)#class-map kakaSwitch(config-cmap)#match access-group 101Switch(config)#policy-map kaka1Switch(config-pmap)#class kakaSwitch(config-pmap-c)#bandwidth 48Switch(config-pmap-c)#random-detect dscp-basedSwitch(config-pmap-c)#random-detect dscp 8 24 40Switch(config-pmap-c)#interface S1/0Switch(config-if)#service-policy output kaka12.基于IP优先级的配置interface Serial 0/1/0ip address 200.200.14.250 255.255.255.252random-detectrandom-detect precedence 0 10 25 10random-detect precedence 1 20 35 10random-detect precedence 2 15 25 10random-detect precedence 3 25 35 10random-detect precedence 4 1 2 1random-detect precedence 5 35 40 10random-detect precedence 6 30 40 10random-detect precedence 7 30 40 1028.1.6 基于流的WRED只有自适应TCP流会对拥塞信号做出反应并降低速率;而非自适应UDP流并不会对拥塞信号做出反应,也不降低地中,由于这个原因,非自适应流在拥塞时发送分组的速率将比自适应流高得多,因此贪婪的非自适应流常常比自适应流量使用更多的队列资源。
流WRED对WRED做了改进,它对占用的队列资源比公平份额多的流进行惩罚。
为了给队列中活动的通信流以公平,WRED根则流和IP优先级将所有到达的分组归类到队列中,。
它还维护所有活动队列(即队列中有分组的的流)的状态估息,这种状态信息用于决定每个流的公平队列资源份额(队列长度/活动流的数目),而占用的队列资源多于自已的公平份额的流得到的惩罚将比其他流严厉。
为适应流的通信突发,在流被惩罚之前,可以使用下面的公式的公平份额:每个活动流的公平队列资源份额=队列长度/活动流的数目每个活动流增加后的公平队列资源份额=(队列长度/活动流的数目)*放大因子队列中超过放大后公平队列资源份额的流会被惩罚,方法是增大该队列中所有新到达分组的非零分组丢弃几率。
作为一个例子,假设分组到达运行流WRED的队列,流WRED同时根据分组中的IP优先级以及流状态信息来决定分组的丢弃几率。
分组的IP优先级决定给它配置的(或默认的)最小和最大WRED阈值。
如果平均队列长度小于最小阈值,则该分组被丢弃的几率为零(换句话说,该分组不会被丢弃)。
如果平均队列长度介于分组的最小和最大阈值(决定于分组的优先级)之间,就需要考虑流的状态信息。
如果分组所属的流超过了放大后的公平队列资源份额,则通过如下公式降低WRED最大阈值来加大分组的丢弃几率:新的最大阈值:最小阈值+((最大阈值-最小阈值)/2)然后根据最小阈值和新的最大阈值求出非零几率。
因为丢弃几率曲线现在更陡峭,如图所示,所以分组的丢弃几率更高。
如果通信低于公平队列资源份额,则按常规WRED计算分组的非零丢弃几率。
如果平均队列长度超过最大阈值,则使用类似于WRED操作中的方式不断地丢弃分组。
只有当属于这样的流,即其在队列中的分组超过放大后的公平队列资源份额时,流WRED才会加大流分组的丢弃几率;否则流WRED的操作与WRED类似。
注意:当平均队列长度介于最小和最大阈值之间时,对于只有少数几个分组在队列中的流,前面介绍的流WRED仍然应用非零丢弃几率。
可以通过增加最小阈值使之接近或等于最大阈值的方式来实现流WRED,这样它将不对只有少数几个(指定的值)分组位于队列中的流采用非零丢弃几率。
当队列长度等于WRED最大阈值时,对分组采用尾丢弃28.1.7 流WRED配置在配置基于流的WRED 之前,必须先启用WRED。
步骤如下:1、启用基于流的WRED:nimokaka(config-if)#random-detect flow2、设置平均深度因素(average depth factor)的值,值必须为2的幂,默认值为4.可选:nimokaka(config-if)#random-detect flow average-depth-factor {scaling-factor}这个参数是改变一个乘法的比例因数.从而改变对列的大小,其实就是改变队列的长度,3、设置基于流的WRED 的数据流数目,默认值为256.可选:nimokaka(config-if)#random-detect flow count {number}28.1.8 检验流WRED配置1、显示接口队列信息: nimokaka#show queue [interface]2、显示WRED 信息: nimokaka#show queueing random-detect。