TCP యొక్క రహస్య ఆయుధం: నెట్‌వర్క్ ఫ్లో కంట్రోల్ మరియు నెట్‌వర్క్ రద్దీ నియంత్రణ

నెట్‌వర్క్ రద్దీ నియంత్రణ
రద్దీ నియంత్రణను ప్రవేశపెట్టే ముందు, స్వీకరించే విండో మరియు పంపిన విండోతో పాటు, రద్దీ విండో కూడా ఉందని మేము అర్థం చేసుకోవాలి, ఇది ప్రధానంగా పంపినవారు రిసీవ్ విండోకు డేటాను పంపడం ప్రారంభించిన సమస్యను పరిష్కరించడానికి ప్రధానంగా ఉపయోగించబడుతుంది. అందువల్ల, రద్దీ విండోను టిసిపి పంపినవారు కూడా నిర్వహిస్తారు. చాలా తక్కువ లేదా ఎక్కువ డేటాను పంపడం ఆదర్శం కానందున, ఎంత డేటా పంపడం సముచితమో నిర్ణయించడానికి మాకు ఒక అల్గోరిథం అవసరం, అందువల్ల రద్దీ విండో యొక్క భావన.

మునుపటి నెట్‌వర్క్ ప్రవాహ నియంత్రణలో, మేము తప్పించినది పంపినవారు రిసీవర్ కాష్‌ను డేటాతో నింపడం, కానీ నెట్‌వర్క్‌లో ఏమి జరుగుతుందో మాకు తెలియదు. సాధారణంగా, కంప్యూటర్ నెట్‌వర్క్‌లు భాగస్వామ్య వాతావరణంలో ఉంటాయి. తత్ఫలితంగా, ఇతర హోస్ట్‌ల మధ్య కమ్యూనికేషన్ కారణంగా నెట్‌వర్క్ రద్దీ ఉండవచ్చు.

నెట్‌వర్క్ రద్దీగా ఉన్నప్పుడు, పెద్ద సంఖ్యలో ప్యాకెట్లను పంపడం కొనసాగిస్తే, అది ఆలస్యం మరియు ప్యాకెట్ల నష్టం వంటి సమస్యలను కలిగిస్తుంది. ఈ సమయంలో, TCP డేటాను తిరిగి ప్రసారం చేస్తుంది, అయితే పున rans ప్రసారం నెట్‌వర్క్‌లో భారాన్ని పెంచుతుంది, దీని ఫలితంగా పెద్ద ఆలస్యం మరియు ఎక్కువ ప్యాకెట్ నష్టాలు వస్తాయి. ఇది దుర్మార్గపు చక్రంలోకి ప్రవేశిస్తుంది మరియు పెద్దదిగా ఉంటుంది.

అందువల్ల, నెట్‌వర్క్‌లో ఏమి జరుగుతుందో TCP విస్మరించదు. నెట్‌వర్క్ రద్దీగా ఉన్నప్పుడు, TCP అది పంపే డేటా మొత్తాన్ని తగ్గించడం ద్వారా త్యాగం చేస్తుంది.

అందువల్ల, రద్దీ నియంత్రణ ప్రతిపాదించబడింది, ఇది పంపినవారి నుండి డేటాతో మొత్తం నెట్‌వర్క్‌ను నింపకుండా ఉండటాన్ని లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది. పంపినవారు పంపవలసిన డేటా మొత్తాన్ని నియంత్రించడానికి, TCP రద్దీ విండో అని పిలువబడే ఒక భావనను నిర్వచిస్తుంది. రద్దీ నియంత్రణ అల్గోరిథం నెట్‌వర్క్ యొక్క రద్దీ డిగ్రీ ప్రకారం రద్దీ విండో పరిమాణాన్ని సర్దుబాటు చేస్తుంది, తద్వారా పంపినవారు పంపిన డేటా మొత్తాన్ని నియంత్రించడానికి.

రద్దీ విండో అంటే ఏమిటి? పంపిన విండోతో దీనికి సంబంధం ఏమిటి?

రద్దీ విండో అనేది పంపినవారు నిర్వహించే స్టేట్ వేరియబుల్, ఇది పంపినవారు పంపగల డేటా మొత్తాన్ని నిర్ణయిస్తుంది. నెట్‌వర్క్ యొక్క రద్దీ స్థాయి ప్రకారం రద్దీ విండో డైనమిక్‌గా మారుతుంది.

పంపే విండో అనేది పంపినవారు మరియు రిసీవర్ మధ్య విండో పరిమాణంపై అంగీకరించబడింది, ఇది రిసీవర్ పొందగల డేటా మొత్తాన్ని సూచిస్తుంది. రద్దీ విండో మరియు పంపే విండోకు సంబంధించినవి; పంపే విండో సాధారణంగా రద్దీ మరియు స్వీకరించే విండోస్ యొక్క కనీసానికి సమానం, అనగా SWND = min (CWND, RWND).

రద్దీ విండో CWND ఈ క్రింది విధంగా మారుతుంది:

నెట్‌వర్క్‌లో రద్దీ లేకపోతే, అనగా, పున rans పరిశీలన సమయం ముగిసింది, రద్దీ విండో పెరుగుతుంది.

నెట్‌వర్క్‌లో రద్దీ ఉంటే, రద్దీ విండో తగ్గుతుంది.

నిర్దేశిత సమయంలో ACK రసీదు ప్యాకెట్ అందుకున్నదా అని గమనించడం ద్వారా నెట్‌వర్క్ రద్దీగా ఉందో లేదో పంపినవారు నిర్ణయిస్తారు. పంపినవారు నిర్దేశిత సమయంలోనే ACK రసీదు ప్యాకెట్‌ను స్వీకరించకపోతే, నెట్‌వర్క్ రద్దీగా ఉందని భావిస్తారు.

రద్దీ విండోతో పాటు, TCP రద్దీ నియంత్రణ అల్గోరిథం గురించి చర్చించాల్సిన సమయం ఇది. TCP రద్దీ నియంత్రణ అల్గోరిథం మూడు ప్రధాన భాగాలను కలిగి ఉంటుంది:

నెమ్మదిగా ప్రారంభం:ప్రారంభంలో, CWND రద్దీ విండో చాలా చిన్నది, మరియు పంపినవారు నెట్‌వర్క్ సామర్థ్యానికి త్వరగా అనుగుణంగా రద్దీ విండోను విపరీతంగా పెంచుతారు.
రద్దీ ఎగవేత:రద్దీ విండో ఒక నిర్దిష్ట పరిమితిని దాటిన తరువాత, పంపినవారు రద్దీ విండోను సరళ పద్ధతిలో పెంచుతారు, రద్దీ విండో యొక్క వృద్ధి రేటును మందగించడానికి మరియు నెట్‌వర్క్‌ను ఓవర్‌లోడ్ చేయకుండా ఉండండి.
వేగంగా రికవరీ:రద్దీ సంభవిస్తే, పంపినవారు రద్దీ విండోను సగానికి తగ్గించి, అందుకున్న నకిలీ ACK ల ద్వారా నెట్‌వర్క్ రికవరీ యొక్క స్థానాన్ని నిర్ణయించడానికి వేగవంతమైన రికవరీ స్థితిలోకి ప్రవేశిస్తారు, ఆపై రద్దీ విండోను పెంచుతూనే ఉంటారు.

నెమ్మదిగా ప్రారంభం
TCP కనెక్షన్ స్థాపించబడినప్పుడు, రద్దీ విండో CWND ప్రారంభంలో కనీస MSS (గరిష్ట సెగ్మెంట్ పరిమాణం) విలువకు సెట్ చేయబడుతుంది. ఈ విధంగా, ప్రారంభ పంపే రేటు MSS/RTT బైట్లు/రెండవది. వాస్తవంగా అందుబాటులో ఉన్న బ్యాండ్‌విడ్త్ సాధారణంగా MSS/RTT కన్నా చాలా పెద్దది, కాబట్టి TCP సరైన పంపే రేటును కనుగొనాలనుకుంటుంది, ఇది నెమ్మదిగా ప్రారంభించడం ద్వారా సాధించవచ్చు.

నెమ్మదిగా-ప్రారంభ ప్రక్రియలో, రద్దీ విండో CWND యొక్క విలువ 1 MSS కు ప్రారంభించబడుతుంది మరియు ప్రసారం చేయబడిన ప్యాకెట్ విభాగం గుర్తించిన ప్రతిసారీ, CWND యొక్క విలువ ఒక MSS ద్వారా పెరుగుతుంది, అనగా CWND విలువ 2 MSS అవుతుంది. ఆ తరువాత, ప్యాకెట్ విభాగం యొక్క ప్రతి విజయవంతమైన ప్రసారానికి CWND విలువ రెట్టింపు అవుతుంది. నిర్దిష్ట వృద్ధి ప్రక్రియ క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది.

 

అయితే, పంపే రేటు ఎల్లప్పుడూ పెరగదు; పెరుగుదల ఎప్పుడైనా ముగియాలి. కాబట్టి, పంపే రేటు ఎప్పుడు ముగుస్తుంది? నెమ్మదిగా-ప్రారంభం సాధారణంగా పంపే రేటు పెరుగుదలను అనేక విధాలుగా ముగుస్తుంది:

మొదటి మార్గం నెమ్మదిగా ప్రారంభం యొక్క పంపే ప్రక్రియలో ప్యాకెట్ నష్టానికి సంబంధించినది. ప్యాకెట్ నష్టం సంభవించినప్పుడు, TCP పంపినవారి రద్దీ విండోను 1 కు సెట్ చేస్తుంది మరియు నెమ్మదిగా ప్రారంభ ప్రక్రియను పున art ప్రారంభించబడుతుంది. ఈ సమయంలో, నెమ్మదిగా ప్రారంభ ప్రవేశ ssthresh అనే భావన ప్రవేశపెట్టబడింది, దీని ప్రారంభ విలువ CWND విలువలో సగం ప్యాకెట్ నష్టాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. అంటే, రద్దీ కనుగొనబడినప్పుడు, ssthresh యొక్క విలువ విండో విలువలో సగం.

రెండవ మార్గం నెమ్మదిగా-ప్రారంభ ప్రవేశ ssthresh యొక్క విలువతో నేరుగా సంబంధం కలిగి ఉండటం. రద్దీ కనుగొనబడినప్పుడు Ssthresh యొక్క విలువ విండో విలువలో సగం కాబట్టి, CWND SSTHRESH కన్నా పెద్దదిగా ఉన్నప్పుడు ప్రతి రెట్టింపుతో ప్యాకెట్ నష్టం సంభవించవచ్చు. అందువల్ల, CWND ని SSTHRESH కు సెట్ చేయడం మంచిది, ఇది TCP రద్దీ నియంత్రణ మోడ్‌కు మారడానికి మరియు నెమ్మదిగా ప్రారంభించడానికి కారణమవుతుంది.

నెమ్మదిగా ప్రారంభించే చివరి మార్గం ముగుస్తుంది .

రద్దీ ఎగవేత
TCP రద్దీ నియంత్రణ స్థితిలోకి ప్రవేశించినప్పుడు, CWND సగం రద్దీ ప్రవేశ SSTHRESH కు సెట్ చేయబడింది. ప్యాకెట్ విభాగం అందుకున్న ప్రతిసారీ CWND యొక్క విలువ రెట్టింపు కాదని దీని అర్థం. బదులుగా, సాపేక్షంగా సాంప్రదాయిక విధానాన్ని అవలంబిస్తారు, దీనిలో ప్రతి ప్రసారం పూర్తయిన తర్వాత CWND యొక్క విలువ ఒక MSS (గరిష్ట ప్యాకెట్ సెగ్మెంట్ పొడవు) మాత్రమే పెరుగుతుంది. ఉదాహరణకు, 10 ప్యాకెట్ విభాగాలు అంగీకరించినప్పటికీ, CWND యొక్క విలువ ఒక MSS ద్వారా మాత్రమే పెరుగుతుంది. ఇది సరళ వృద్ధి నమూనా మరియు ఇది వృద్ధిపై ఎగువ కట్టుబడి ఉంటుంది. ప్యాకెట్ నష్టం సంభవించినప్పుడు, CWND యొక్క విలువ MSS గా మార్చబడుతుంది మరియు ssthresh యొక్క విలువ CWND లో సగం వరకు సెట్ చేయబడుతుంది. లేదా 3 పునరావృత ACK ప్రతిస్పందనలు వచ్చినప్పుడు ఇది MSS పెరుగుదలను కూడా ఆపివేస్తుంది. CWND యొక్క విలువను సగానికి తగ్గించిన తర్వాత మూడు పునరావృత ACK లు ఇప్పటికీ స్వీకరించబడితే, SSTHRESH యొక్క విలువ CWND యొక్క సగం విలువగా నమోదు చేయబడుతుంది మరియు ఫాస్ట్ రికవరీ స్థితి నమోదు చేయబడింది.

వేగంగా కోలుకోవడం
ఫాస్ట్ రికవరీ స్థితిలో, రద్దీ విండో CWND యొక్క విలువ అందుకున్న ప్రతి పునరావృత ACK కి ఒక MSS ద్వారా పెరుగుతుంది, అనగా, ACK క్రమంలో రాదు. ట్రాన్స్మిషన్ సామర్థ్యాన్ని సాధ్యమైనంతవరకు మెరుగుపరచడానికి నెట్‌వర్క్‌లో విజయవంతంగా ప్రసారం చేయబడిన ప్యాకెట్ విభాగాలను ఉపయోగించడం ఇది.

కోల్పోయిన ప్యాకెట్ విభాగం యొక్క ACK వచ్చినప్పుడు, TCP CWND విలువను తగ్గిస్తుంది మరియు తరువాత రద్దీ ఎగవేత స్థితిలోకి ప్రవేశిస్తుంది. ఇది రద్దీ విండో యొక్క పరిమాణాన్ని నియంత్రించడం మరియు నెట్‌వర్క్ రద్దీని మరింత పెంచకుండా ఉండటానికి.

రద్దీ నియంత్రణ స్థితి తర్వాత సమయం ముగిసినట్లయితే, నెట్‌వర్క్ పరిస్థితి మరింత తీవ్రంగా మారుతుంది మరియు టిసిపి రద్దీ ఎగవేత స్థితి నుండి నెమ్మదిగా ప్రారంభించే స్థితికి వలస వస్తుంది. . ప్రసార రేటు మరియు నెట్‌వర్క్ రద్దీ యొక్క డిగ్రీని సమతుల్యం చేయడానికి నెట్‌వర్క్ కోలుకున్న తర్వాత రద్దీ విండో యొక్క పరిమాణాన్ని తిరిగి గ్రాడ్యుయేషన్ పెంచడం దీని ఉద్దేశ్యం.

సారాంశం
విశ్వసనీయ రవాణా ప్రోటోకాల్‌గా, TCP సీక్వెన్స్ నంబర్, రసీదు, పున rans పరిశీలన నియంత్రణ, కనెక్షన్ నిర్వహణ మరియు విండో నియంత్రణ ద్వారా నమ్మదగిన రవాణాను అమలు చేస్తుంది. వాటిలో, ఫ్లో కంట్రోల్ మెకానిజం రిసీవర్ యొక్క వాస్తవ స్వీకరించే సామర్థ్యం ప్రకారం పంపినవారు పంపిన డేటా మొత్తాన్ని నియంత్రిస్తుంది, ఇది నెట్‌వర్క్ రద్దీ మరియు పనితీరు క్షీణత యొక్క సమస్యలను నివారిస్తుంది. రద్దీ నియంత్రణ విధానం పంపినవారు పంపిన డేటా మొత్తాన్ని సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా నెట్‌వర్క్ రద్దీ సంభవించడాన్ని నివారిస్తుంది. రద్దీ విండో మరియు పంపే విండో యొక్క భావనలు ఒకదానికొకటి సంబంధించినవి, మరియు రద్దీ విండో యొక్క పరిమాణాన్ని డైనమిక్‌గా సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా పంపినవారి వద్ద డేటా మొత్తం నియంత్రించబడుతుంది. నెమ్మదిగా ప్రారంభం, రద్దీ ఎగవేత మరియు వేగంగా రికవరీ TCP రద్దీ నియంత్రణ అల్గోరిథం యొక్క మూడు ప్రధాన భాగాలు, ఇవి నెట్‌వర్క్ యొక్క సామర్థ్యం మరియు రద్దీ డిగ్రీకి అనుగుణంగా వివిధ వ్యూహాల ద్వారా రద్దీ విండో యొక్క పరిమాణాన్ని సర్దుబాటు చేస్తాయి.

తరువాతి విభాగంలో, మేము TCP యొక్క పున rans ప్రసార యంత్రాంగాన్ని వివరంగా పరిశీలిస్తాము. విశ్వసనీయ ప్రసారాన్ని సాధించడానికి పున rans ప్రసార విధానం TCP యొక్క ముఖ్యమైన భాగం. ఇది కోల్పోయిన, పాడైన లేదా ఆలస్యం చేసిన డేటాను తిరిగి ప్రసారం చేయడం ద్వారా డేటా యొక్క విశ్వసనీయ ప్రసారాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. పున rans పరిశీలన విధానం యొక్క అమలు సూత్రం మరియు వ్యూహం తరువాతి విభాగంలో ప్రవేశపెట్టి, వివరంగా విశ్లేషించబడుతుంది. వేచి ఉండండి!