第1章 绪论

1.1研究背景

随着互联网的飞速发展，互联网用户和应用都在快速地增长，人们对于网络的需求越来越大，对网络服务质量的要求也越来越高，拥塞已经成为一个十分重要的问题。在最初的TCP协议中只有流控制(Flow Control)，而没有拥塞控制(Congestion Control)，接收端利用TCP报头将接收能力通知发送端，这样的控制机制只考虑了接收端的接收能力，而没有考虑网络的传输能力，导致了网络拥塞崩溃(Congestion Collapse)的发生。1986年10月，由于拥塞崩溃的发生，美国LBL到UC Berkeley的数据吞吐量从32 kbit/s跌落到40 bit/s。拥塞崩溃的发生严重降低网络的性能，从此之后，在拥塞控制领域开展了大量的研究工作。

网络拥塞现象的发生和网络的设计机制有着密切的联系。最初设计的网络是非面向连接的分组交换网络，所有的业务分组被不加区分地在网络中传输。网络中采用的服务模式为尽力服务模式(Best Effort)，网络能给出的保障就是尽自己较大的努力传输进入网络的每一个分组，但它无法给出一个定量的性能指标，如吞吐量、端到端时延和分组丢失率等。而无连接网络的节点之间在发送数据之前不需要建立连接。这使得在网络的中间节点上不需要保存和连接有关的状态信息。但是使用无连接模型难以引入"接纳控制"(Admission control)算法，在用户需求大于网络资源时难以保障服务质量。因此网络的性能不仅仅是其本身可以确定的，还受用户施加负载的影响，很显然，这种网络体系结构缺乏一定的隔离和保护机制。网络中有限的资源是由多个用户共享使用的。由于没有"接纳控制"算法，网络无法根据资源的情况限制用户的数量。又由于缺乏中央控制，网络也无法控制用户使用资源的数量。由于网络用户和应用的数量都在迅速增长，当多个用户对网络的需求总量大于网络实际传输能力时，必然会导致网络拥塞的发生。

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