《利息理论》指导 TCP 拥塞控制

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了《利息理论》指导 TCP 拥塞控制。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

欧文费雪《利息原理》第 10 章,第 11 章对利息的几何说明是普适的,任何一个负反馈系统都能引申出新结论。给出原书图示,本文依据于此,详情参考原书:
《利息理论》指导 TCP 拥塞控制,tcp/ip,网络,网络协议

将 burst 看作借贷是合理的,它包含成本(报文),收益(传输吞吐),时间转移(burst or pacing),以及风险(丢包-耗能 or 丢包重传-耗能耗时间)。借的是时间,还的是时间,利息也是时间,它可通过费雪利息理论的时间不耐解释,于是对于收敛问题也就和平衡市场利率问题相似(相同)了。

为啥非要是 TCP,因为 TCP 是刚兑协议,若对于柔性协议,就要复杂得多。

端到端 cc 算法作为借贷实体,它有欲望和节制,希望获得更大带宽却不想消耗太多(无论是能量 or 时间),它要不断平衡自己的策略,就像个人一样,通过不断借贷来修改自己的收入川流(《利息理论》术语),以达最佳 ROI,或换个词,最佳效能 E = B / T(B 为吞吐,T 为 rtt),而这就是当一条连接在最小 rtt 下获得最大带宽时达到的最佳操作点,这是 bbr 的梦想。

以时间不耐解释,越陷入当前困境,越欲以高利率博满足,但由于总量小,风险虽大但危害却小,相反,当前越富足,越欲以放贷博收益,稍富无力放太多,大富又不屑那点利息收益了,都处在自动平衡过程的负反馈漩涡中。

对于网络传输,大意就是 “数据量少就快点发-借时间,数据量多就慢点发-贷时间”,就像贫困意欲借钱,富裕意欲放款一样。

画出 burst 率作为动力兑换带宽的不耐线几何示意图,并给出基本解释:
《利息理论》指导 TCP 拥塞控制,tcp/ip,网络,网络协议
上图结论:

  • 45 度线,借贷平衡,burst 率即为连接的 delivery rate。
  • 沿 45 度线,带宽越大,“不耐线” 弧度越小,无限带宽,近乎与 45 度垂直线,表示可全部 pacing。
  • 沿 45 度线,带宽越小,“不耐线” 弧度越大,小带宽,buffer 作用大,通过 burst 向 buffer 借时间。
  • 同一条 “不耐线” 往东南看,坡度小于 45 度,越往东南越平缓,“放贷” 倾向越强,burst 率越低。
  • 同一条 “不耐线” 往西北看,坡度大于 45 度,越往西北越陡峭。“借入” 倾向越强,burst 率越高。
  • buffer 越小,风险越大,但需要一个特殊维度表示 buffer,即新的 “当前 bw - 下次 bw - buffer” 坐标。

基于该图给出算法,传输收敛过程就是所有连接对 45 度坡度利率认同的过程,不断调整 burst 率,直到 pacing rate 等于 delivery rate。

以 AIMD 为例,比如 reno/cubic,cwnd 很小时,采用高 burst 率突发,随着 cwnd 递增,burst 率递减。这种策略可在不破坏公平性的前提下提高带宽利用率。注意下列反馈:

  • 当 cwnd 很大,burst 率很小,倾向于 pacing,抢占性降低,此时高 burst 率小消息很容易插队通过而不丢包。
  • 当 cwnd 很小,burst 率很大,快速抢占带宽,但随着它赶上 “正常水平”,抢占性随 burst 率降低而降低。

对于 bbr,采用同样的策略依然高尚。多个 probe 周期采用与 inflight 负相关的 burst 率进行,逐渐收敛到公平。bbr probe 流程要改善,因为 deliver_rate < gain * pacing_rate 就足以说明发生了 buffer 挤占(时间借贷),需要彻底恢复,而不仅仅归还 5 / 4 * old_maxbw * min_rtt - new_maxbw * min_rtt。

无论哪种具体 cc,都不是关键问题,关键问题是 cwnd + burst 率的控制方式是自平衡的,简直就是现实借贷本身。随 cwnd 增加,burst 率降低,当 cwnd 继续增加也发不出去 “cwnd 这么多,收发不再守恒”,换句话说,有效 inflight 饱和了,开始 queuing,这就是逃逸 cwnd-limited 的平衡态(逃逸速率),即使更大 inflight 试图挤占更多带宽也徒劳,背景流的类似行为会让收益与丢包 or 时延成本抵消,即使 buffer 足够,当更多 inflight 注入,rtt 也大,且增益渐小,依然无法守恒,就是收缩之时(类比 bbr,即 deliver_rate < gain * pacing_rate 时)。

《利息理论》是本好书,费雪的这个理论是普适的,可以指导传输收敛,天然无 buffer 挤占,在一个自组织系统自适应到一个叫做 “利率” 的贴现 roi,直接修改 cubic,bbr,不断自适应 burst 率即可。一本好书,条理清晰,结论明确,给人耳目一新的感觉,整个阅读过程中思维得到了训练,印象深刻。名著的效果就是提供高强度思维训练,读懂就形成了反射,可融会贯通,相对而言,畅销书就没这效果,过程中可能觉得很哇塞,但主题还是散。最近读的另一系列,许倬云的历史书,同样深刻,虽然许倬云不如费雪贡献和名气,但也算大师。

浙江温州皮鞋湿,下雨进水不会胖。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-714947.html

到了这里,关于《利息理论》指导 TCP 拥塞控制的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • TCP/IP(十五)拥塞控制

    一  拥塞控制 ①    拥塞控制 必要性 ②  拥赛窗口 cwnd ③  如何知道当前网络 是否出现 了拥塞呢? ④   拥塞控制有 哪些控制算法 ? ⑤  慢启动 ⑥   那慢启动 涨到什么时候 是个头呢? ⑦   拥塞避免算法 ⑧  拥塞发生   ⑨  快速恢复  

    2024年02月08日
    浏览(41)
  • 【网络】- TCP/IP四层(五层)协议 - 网际层(网络层) - 路由控制

    网际协议 IP 大致分为三大作用模块, ①IP寻址、 ②路由(最终节点为止的转发) 、③IP分包与组包。前面两篇文章讨论了IP地址的相关知识,本文继续讨论网际协议的第二个模块——路由,了解IP数据报是怎样从一个网络到另一个网络的。 在进行下面的阅读之前,先了解一个

    2024年02月06日
    浏览(46)
  • TCP的拥塞控制如何判断当前网络情况

    TCP的拥塞控制就像你在高速公路上开车一样。你通过观察交通情况来判断道路是否拥堵,然后做出相应调整以保持稳定的行驶速度。 在TCP中,发送方将数据发送到网络上。如果网络出现拥堵,数据包可能会丢失或延迟到达。为了判断当前网络情况,TCP使用一些方法: 丢包事

    2024年02月16日
    浏览(38)
  • 计算机网络 | 谈谈TCP的流量控制与拥塞控制

    对于滑动窗口,在上面也提到过了,在流量控制这一块,就要利用到这个滑动窗口的机制去实现两个主机之间的通信 [流量控制的目的]: 让发送方的发送速率不要太快,要让接收方来得及接收 然后来说一下很重要的例子,要注意理解,与后面的三次握手紧密度非常之大 首先

    2024年02月03日
    浏览(42)
  • 网络编程(12): TCP重传、滑动窗口、流量控制、拥塞控制

    通过序列号和确认号确保可靠传输,当发送端发送数据给接收到,接收端会返回一个确认号,表示收到消息了 超时重传 :没有在指定时间内收到 ACK 报文 超时重传的两种可能: 数据包丢失 、 确认包丢失 超时重传时间 RTO : RTO 较大:重发就变慢了,丢包之后需要半天才能重

    2024年02月12日
    浏览(53)
  • socket套接字通信 TCP传输控制协议/IP网络协议 5.18

    B/S :浏览器和服务器 C/S :客户机和服务器 网络的层次结构和每层所使用协议的集合 网络采用分层管理的方法,将网络的功能划分为不同的模块 OSI模型: 共7种: 数据的封装与传递过程: 网络传输数据大小user data: 6~1460 网络传输中容易发生拆包和粘包,所以接收和发送的字节

    2024年02月05日
    浏览(79)
  • 计算机网络笔记:TCP的拥塞控制方法

    TCP的拥塞控制算法有四种,分别是慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复。 拥塞窗口 : 基本概念 :发送方维持一个叫做拥塞窗口的状态变量。拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度,并且是动态变化着的。发送方让自己的发送窗口等于拥塞窗口。 发送方控制拥塞窗口的原则

    2024年02月10日
    浏览(47)
  • 【网络】传输层——TCP(滑动窗口&&流量控制&&拥塞控制&&延迟应答&&捎带应答)

    🐱作者:一只大喵咪1201 🐱专栏:《网络》 🔥格言: 你只管努力,剩下的交给时间! 上篇文章对TCP可靠性机制讲解了一部分,这篇文章接着继续讲解。 在上篇文章中,本喵讲解了TCP的确认应答机制: 如上图所示,主机A每发送一个数据段,主机B都要给一个 ACK 确认应答,

    2024年02月12日
    浏览(57)
  • 计算机网络 运输层下 | TCP概述 可靠传输 流量控制 拥塞控制 连接管理

    TCP是面向连接的运输协议 每一条TCP只能有两个端点,点对点 提供可靠的全双工交付 面向字节流,但占用很多资源 不提供广播和多播服务 所以从某种意义来说 UDP是一种更加有效的工作方式 TCP面向流的概念 把字节写入发送缓冲,加上TCP首部构成TCP报文段,从接收缓存读取字

    2024年02月04日
    浏览(55)
  • 计算机网络【Google的TCP BBR拥塞控制算法深度解析】

    Google的TCP BBR拥塞控制算法深度解析 宏观背景下的BBR 慢启动、拥塞避免、快速重传、快速恢复 : 说实话,这些机制完美适应了1980年代的网络特征, 低带宽 , 浅缓存队列 ,美好持续到了2000年代。 随后互联网大爆发,多媒体应用特别是图片,音视频类的应用促使带宽必须猛

    2024年02月03日
    浏览(49)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包