盡管TCP可以檢測(cè)到TCP包的丟失并且進(jìn)行重傳，但是從TCP處理過程，重傳過程和吞吐率下降這些方面看，這個(gè)重傳過程將會(huì)耗費(fèi)很大。
當(dāng)一個(gè)發(fā)送的TCP端節(jié)點(diǎn)檢測(cè)倒一個(gè)包丟失時(shí)，可以進(jìn)行快速重傳或者包的重傳計(jì)時(shí)器超時(shí)而重傳。然后該TCP端節(jié)點(diǎn)減小發(fā)送窗口(在等待響應(yīng)之前可以發(fā)送的包數(shù)量)，進(jìn)行慢啟動(dòng)和擁塞避免算法(RFC 2001)。這會(huì)立刻降低發(fā)送端的發(fā)送速率，以便路由器來減輕擁塞。發(fā)送端會(huì)逐漸將發(fā)送窗口恢復(fù)倒擁塞發(fā)生前的大小。
盡管因?yàn)槁酚善鲹砣a(chǎn)生的包丟失是偶然發(fā)生的事件，它們并不會(huì)負(fù)面地影響塊數(shù)據(jù)傳輸，只是會(huì)增加一些重傳數(shù)據(jù)包和恢復(fù)發(fā)送速率的時(shí)間。慢啟動(dòng)和擁塞避免算法對(duì)于時(shí)間敏感的，成塊數(shù)據(jù)流的控制效果非常好。然而，TCP處理丟包的方法對(duì)于交互式的，丟失敏感和時(shí)間敏感的流量來說效果不是很好。
另外一個(gè)關(guān)于路由器擁塞的問題是擁塞對(duì)于多個(gè)數(shù)據(jù)流的影響。當(dāng)路由器開始丟棄進(jìn)入的數(shù)據(jù)包時(shí)，它一般并不區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)流的不同。當(dāng)多個(gè)TCP數(shù)據(jù)流都產(chǎn)生包丟失時(shí)，所有的數(shù)據(jù)流都要減少自身的發(fā)送速率。根據(jù)路由器擁塞減輕的程度，多個(gè)TCP數(shù)據(jù)流將會(huì)逐漸恢復(fù)自身的發(fā)送速率。這會(huì)降低路由器及相關(guān)鏈路的使用率，直到所有的TCP數(shù)據(jù)流恢復(fù)到以擁塞之前的速率進(jìn)行發(fā)送。路由器從擁塞狀態(tài)又進(jìn)入到了低使用狀態(tài)。
這種擁塞后因?yàn)橹貍骱偷玩溌肥褂枚鴰淼耐掏铝繂栴}，是僅僅通過發(fā)送端來管理擁塞的結(jié)果。為了避免因?yàn)槁酚善鲹砣鴰淼膩G包而產(chǎn)生的一系列問題，TCP/IP的設(shè)計(jì)者們創(chuàng)建了一些用于主機(jī)和路由器的標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)描述了在IP路由器上進(jìn)行的主動(dòng)隊(duì)列管理算法(AQM)(RFC 2309)，使得路由器能夠監(jiān)控轉(zhuǎn)發(fā)隊(duì)列的狀態(tài)，以提供一個(gè)路由器向發(fā)送端報(bào)告發(fā)生擁塞的機(jī)制，讓發(fā)送端在路由器開始丟包前降低發(fā)送速率。這種路由器報(bào)告和主機(jī)響應(yīng)機(jī)制被稱為顯式擁塞通告(ECN)(RFC 3168)。
當(dāng)擁塞發(fā)生時(shí)，發(fā)送主機(jī)必須仍然在降低它們的發(fā)送速率。然而，通過避免包的丟失，發(fā)送主機(jī)無需進(jìn)入重傳過程，丟失敏感的數(shù)據(jù)包流也不會(huì)因?yàn)閾砣艿胶艽笥绊憽?/p>
顯式擁塞通告
IP和TCP使用包頭中的未使用字段來支持ECN。
在網(wǎng)絡(luò)層(IP)，一個(gè)發(fā)送主機(jī)必須能夠表明自身可以進(jìn)行ECN，路由器在轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)必須能夠表明它正在經(jīng)歷擁塞。
在傳輸層(TCP)，TCP端必須對(duì)對(duì)方表明自身是可以進(jìn)行ECN操作的。接收端必須能夠通知發(fā)送端它收到了一個(gè)來自路由器的擁塞通告。發(fā)送端必須能夠通知接收端它受到了來自接收端的通告并且已經(jīng)降低了發(fā)送速率。
圖1
IP包頭中的8位的服務(wù)類型域(TOS)原先在RFC791中被定義為表明包的發(fā)送優(yōu)先級(jí)，時(shí)延，吞吐量，可靠性和消耗等特征。在RFC2474中被重新定義為包含一個(gè)6位的區(qū)分服務(wù)碼點(diǎn)(DSCP)和兩個(gè)未用的位。DSCP值表明一個(gè)在路由器上配置的和隊(duì)列相關(guān)聯(lián)的發(fā)送優(yōu)先級(jí)。IP對(duì)ECN的支持使用到了TOS域中剩下的這兩位。如圖1所示。
