流量控制
流 量 控 制
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<request 8 buffers>
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流量控制
流量控制是一种由接收端控制发送速度的反馈机 制，通常采用滑动窗口机制实现。 数据链路层和传输层上的滑动窗口机制：
数据链路层上的滑动窗口机制采用固定缓冲区分配策 略（缓冲区大小及数量都固定），这在传输层上做不 到。 数据链路层上发送端和接收端都必须缓存，而在传输 层上有多种缓存方案可供选择。 数据链路层上的发送窗口仅由接收端控制，而传输层 上的发送窗口还受网络处理能力的限制。
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<ack=4 , buf=1>
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图 6-5 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图
动态缓冲区分配的特点 是确认与缓存分离。
传输层上的缓存策略
发送方缓存还是接收方缓存？
若通信子网是不可靠的，则发送方一般必须缓存，而接收方可以选择缓存 或不缓存。 若通信子网是可靠的，则视接收方为其预留的缓冲空间大小，发送方可以 选择缓存或不缓存。
流量控制的方法
流量控制的方法流量控制可太重要啦，要是不管不顾，那流量就像脱缰的野马，跑得没影了，钱也跟着哗啦啦地流走。
咱先说手机流量哈。
很多时候，那些偷偷跑流量的小坏蛋就是各种APP。
你得把那些不常用的APP的后台刷新给关掉，就像把那些调皮捣蛋的小怪兽关进笼子里一样。
比如说，有些游戏APP，你又不是天天玩，它在后台还一直刷新数据，多浪费流量呀。
你就找到手机设置里的“后台应用刷新”，把那些没必要的都关掉，这就像给流量上了一道小锁呢。
还有哦，视频自动播放这个功能也很“坑”流量。
不管是在社交软件里，还是浏览器上，那些视频就自动开始播放了，你可能都没注意到，流量就悄悄溜走了。
把这个自动播放功能关掉，想看视频的时候再手动点开，这样就能省不少流量啦。
再说说家里的宽带流量控制。
如果家里人多，大家都在用网，那可不能让一个人把流量全占了，这就像分蛋糕一样，得公平点。
现在很多路由器都有流量控制功能。
你可以登录路由器的设置页面，给不同的设备分配不同的流量额度。
比如爸爸要看球赛，给他多分配点流量，保证球赛不卡顿；妈妈就看看新闻啥的，不需要太多流量；小宝贝可能就玩玩小游戏，也不需要太多流量。
这样大家都能愉快地上网啦。
另外，有些软件有省流模式。
像一些浏览器，开启省流模式后，图片会变成低质量的，但是文字内容还是能正常看的，这样浏览网页的时候就不会用太多流量啦。
还有视频软件，省流模式下，视频的清晰度可能会降低一点，但是如果不是特别追求高清画质的话，这个模式真的很实用哦。
流量控制其实就是要我们多留个心眼，别让流量在不知不觉中就跑光光啦。
只要稍微注意一下这些小细节，就能让我们的流量用得更合理，也能省不少钱呢。
流量控制
流量控制(flow control)就是让发送方的发送速率不要太快，既要让接收方来得及接收，也不要使网络发生拥塞。
某段时间，若对网络中某资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏——产生拥塞(congestion)。
出现资源拥塞的条件：对资源需求的总和> 可用资源流量控制Flow Control：协调发送方与接收方的工作。
具体来说就是限制发送方所发出的数据流量，使其发送速率不要超过接收方能处理的速率防火墙是由软件、硬件构成的系统，是一种特殊编程的路由器，用来在两个网络之间实施接入控制策略。
接入控制策略是由使用防火墙的单位自行制订的，为的是可以最适合本单位的需要。
防火墙内的网络称为“可信赖的网络”(trusted network)，而将外部的因特网称为“不可信赖的网络”(untrusted network)防火墙可用来解决内联网和外联网的安全问题防火墙的功能有两个：阻止和允许。
“阻止”就是阻止某种类型的通信量通过防火墙（从外部网络到内部网络，或反过来）。
“允许”的功能与“阻止”恰好相反。
防火墙必须能够识别通信量的各种类型。
不过在大多数情况下防火墙的主要功能是“阻止”。
防火墙技术一般分为两类(1) 网络级防火墙——用来防止整个网络出现外来非法的入侵。
属于这类的有分组过滤和授权服务器。
前者检查所有流入本网络的信息，然后拒绝不符合事先制订好的一套准则的数据，而后者则是检查用户的登录是否合法。
(2) 应用级防火墙——从应用程序来进行接入控制。
通常使用应用网关或代理服务器来区分各种应用。
例如，可以只允许通过访问万维网的应用，而阻止FTP 应用的通过。
RSA公开密钥密码算法公开密钥（public key）密码体制出现于1976年。
它最主要的特点就是加密和解密使用不同的密钥，每个用户保存着一对密钥；公开密钥PK和秘密密钥SK，因此，这种体制又称为双钥或非对称密钥密码体制。
公开密钥密码体制的产生主要是因为两个方面的原因，一是由于常规密钥密码体制的密钥分配(distribution)问题，另一是由于对数字签名的需求。
tcp流量控制原理
tcp流量控制原理
TCP流量控制是一种网络传输机制，用于控制发送端发送数据的速率，以防止接收端的缓冲区溢出或丢包。
它通过接收端发送的确认信号（ACK）来实现。
TCP流量控制主要涉及两个因素：窗口大小和拥塞窗口。
窗口大小是接收端向发送端传达的一个数值，表示接收端能够接收的数据量。
发送端应根据此值来控制发送速率。
接收端会在每个ACK中返回一个窗口大小，如果窗口大小为0，则表示接收端的缓冲区已满，发送端应暂停发送。
拥塞窗口是发送端自己设置的一个变量，用于限制当前发送到网络中的数据量。
发送端根据拥塞窗口大小来控制发送速率。
当网络拥塞时，拥塞窗口会减小，以降低发送速率，从而减少拥塞程度。
具体来说，TCP流量控制通过以下步骤实现：
1. 发送端向接收端发送数据段，并将其添加到发送缓冲区中。
2. 接收端接收到数据段后，将其从接收缓冲区中取出，并发送ACK确认信号给发送端，同时返回当前窗口大小。
3. 发送端收到ACK确认信号后，根据接收端返回的窗口大小和当前的拥塞窗口大小，决定下一次发送的数据段数量。
4. 发送端重复以上步骤，不断调整发送速率，以适应网络的变化情况。
通过TCP流量控制，发送端和接收端能够保持相对稳定的数据传输速率，从而实现高效可靠的数据传输。
它能够根据网络状况和接收端的处理能力动态调整发送速率，以提高传输效率和减少数据丢失的可能性。
流量控制器原理
流量控制器原理流量控制器是一种用于控制数据传输速度的设备或方法。
其原理是通过限制数据流量的速率，以确保网络或系统资源的平衡和稳定。
流量控制器可以防止网络拥塞和资源过载，提高数据传输的可靠性和效率。
实现流量控制的方法有多种，常见的方法包括基于令牌桶算法和基于漏桶算法。
下面将分别介绍这两种方法的原理。
1. 令牌桶算法：令牌桶算法是一种基于令牌的流量控制方法。
在该算法中，系统会以恒定的速率产生令牌，并将这些令牌存放在令牌桶中。
每个令牌代表一个单位的数据传输量。
当数据需要进行传输时，需要从令牌桶中取出相应数量的令牌，若令牌桶为空，则数据传输将被阻塞等待令牌的生成。
令牌桶算法的原理是通过控制令牌的生成速率和每次传输所需要的令牌数量来控制数据的传输速度。
该算法可以灵活地控制数据的传输速度，适用于控制突发流量和平滑流量。
2. 漏桶算法：漏桶算法是一种基于漏桶的流量控制方法。
在该算法中，系统会以恒定的速率从漏桶中“漏出”数据，并将漏桶作为一个缓冲区，用于存放传输数据。
当数据需要进行传输时，如果漏桶中有足够空间存放数据，则数据可以被传输，否则传输将被阻塞等待漏桶的空间释放。
漏桶算法的原理是通过控制漏桶的漏出速率和漏桶的容量来控制数据的传输速度。
该算法可以平滑传输数据，避免网络拥塞，对突发流量有一定的缓冲作用。
综上所述，流量控制器通过限制数据传输的速率，确保网络或系统资源的平衡和稳定。
它可以防止网络拥塞和资源过载，提高数据传输的可靠性和效率。
常见的流量控制方法包括令牌桶算法和漏桶算法，它们通过控制令牌或漏桶的生成和使用速率来控制数据的传输速度。
路由器的流量控制与带宽限制配置指南
路由器的流量控制与带宽限制配置指南随着互联网的普及和发展，人们对于网络速度和稳定性的要求越来越高。
而路由器作为连接多个设备与互联网之间的关键设备，对于网络流量的控制和带宽的限制显得尤为重要。
本文将向您介绍路由器的流量控制和带宽限制的配置指南，帮助您优化网络性能。
1. 为什么需要流量控制和带宽限制在家庭或办公环境中，经常会有多个用户同时使用网络资源，如下载、在线视频、在线游戏等。
若其中某个用户占用了大部分带宽资源，会导致其他用户的网络体验变差。
此时，流量控制和带宽限制就能够起到关键作用，确保网络资源公平合理地分配给不同用户。
2. 路由器流量控制的方式路由器流量控制可以通过以下几种方式实现：a. IP地址控制：路由器可以设置特定的IP地址并对其进行流量控制。
这种方式适用于需要限制特定设备的带宽使用，如限制某个用户下载速度等。
b. 端口控制：路由器可以对不同端口的流量进行控制。
例如，可以设置某个端口的上传速度或下载速度。
c. 优先级控制：路由器可以对不同类型的流量设置优先级，保证重要的流量得到更大的带宽分配。
例如，可以将视频流的优先级提高，以确保高清视频的流畅播放。
3. 带宽限制的配置方法带宽限制是指对整个网络连接设置带宽上限，确保所有设备共享网络资源。
配置路由器的带宽限制可以通过以下步骤实现：a. 登录路由器管理界面：打开浏览器，输入路由器管理地址，并输入正确的用户名和密码登录路由器管理界面。
b. 导航到带宽限制设置页面：不同品牌和型号的路由器界面可能略有不同，但一般都可以在“设置”或“高级设置”中找到“带宽限制”或类似的选项。
c. 配置带宽限制参数：根据实际需求，设置合适的带宽限制参数。
一般可以设置总带宽和每个设备的带宽限制，也可以设置不同时间段的限制。
d. 应用设置并重启路由器：完成带宽限制参数的配置后，保存设置并重启路由器，使设置生效。
4. 其他注意事项在进行路由器流量控制和带宽限制配置之前，还有一些需要注意的事项：a. 确保路由器固件是最新的：时常检查并升级路由器的固件，以确保获得最新的功能和安全性。
流量控制方案
流量控制方案第1篇流量控制方案一、背景与目标随着信息技术的飞速发展，网络数据流量日益剧增，对网络资源的需求亦不断提高。
为保障网络服务的高效稳定，避免因流量过载导致的网络拥塞及服务中断，制定一套合法合规的流量控制方案至关重要。
本方案旨在实现对网络流量的有效管理，确保关键业务流畅运行，提升用户体验，维护网络安全与稳定。
二、现状分析1. 当前网络架构复杂，涉及多种业务类型，对流量需求各异。
2. 部分时段网络流量波动较大，易造成网络拥塞。
3. 现有设备性能及带宽资源有限，难以满足不断增长的网络需求。
三、方案设计1. 流量监测与统计- 利用流量监测设备，实时采集网络流量数据，进行流量统计与分析。
- 建立流量监测数据库，定期输出流量报表，为流量控制提供数据支持。
2. 流量分类与标记- 根据业务类型、用户需求及网络架构，将流量进行分类。
- 采用差分服务代码点（DSCP）对各类流量进行标记，确保关键业务流量优先级。
3. 流量控制策略- 制定合理的流量控制策略，包括带宽分配、流量限制、优先级调度等。
- 针对不同业务类型，设置相应的流量控制参数，实现精细化管理。
4. 设备性能优化- 定期对网络设备进行性能评估，确保设备性能满足流量控制需求。
- 对设备进行升级或更换，提高设备处理能力，保障网络稳定运行。
5. 应急预案- 制定网络流量过载应急预案，包括流量疏导、设备扩容、临时限制等。
- 建立应急响应机制，确保在突发情况下迅速采取措施，降低影响。
四、实施与评估1. 方案实施- 根据本方案，逐步开展流量控制设备的选型、部署及配置工作。
- 对网络设备进行升级或更换，提高网络性能。
- 对网络管理人员进行培训，确保掌握流量控制策略及操作方法。
2. 效果评估- 定期对流量控制方案进行评估，包括网络性能、用户体验、安全稳定性等方面。
- 根据评估结果，调整流量控制策略，优化网络资源配置。
五、合规性与安全性1. 合规性- 本方案遵循我国相关法律法规及标准，确保合法合规。
流量控制的例子
流量控制的例子流量控制是指在网络通信过程中，对数据传输的速率进行限制和控制，以确保网络负载的平衡和稳定。
下面将列举十个流量控制的例子，以帮助理解和应用流量控制的概念。
1. 网络视频流量控制：在网络视频流媒体传输过程中，为了保证视频的流畅播放，可以通过控制视频流量的传输速率，限制带宽，以避免网络拥堵和视频播放卡顿的问题。
2. 云存储流量控制：在云存储服务中，为了保证用户的数据传输速度和服务质量，可以对上传和下载数据的流量进行控制，以避免网络拥堵和传输延迟。
3. 电子邮件流量控制：在电子邮件服务中，为了避免垃圾邮件和恶意攻击，邮件服务器可以对发送和接收邮件的流量进行控制，限制每个用户的发送频率和接收数量。
4. 移动应用流量控制：在移动应用中，为了避免用户流量超出套餐限制或者网络拥堵，可以通过控制应用的流量传输速率，限制数据的下载和上传量。
5. 互联网广告流量控制：在互联网广告投放过程中，为了避免广告过度投放和用户体验不佳，可以通过控制广告流量的传输速率，限制广告的展示次数和频率。
6. 网络游戏流量控制：在网络游戏中，为了保证游戏的平稳运行和玩家的游戏体验，游戏服务器可以对玩家的流量进行控制，限制每个玩家的数据传输速率和频率。
7. 虚拟专用网络（VPN）流量控制：在VPN网络中，为了保证VPN连接的稳定性和安全性，可以通过控制VPN流量的传输速率，限制每个用户的数据传输量和连接时间。
8. 网络下载流量控制：在大型文件下载过程中，为了避免网络拥堵和影响其他用户的使用体验，可以通过控制下载流量的传输速率，限制每个用户的下载速度和并发连接数。
9. 网络音频流量控制：在网络音频传输中，为了保证音频的实时性和清晰度，可以通过控制音频流量的传输速率，限制带宽，以避免网络拥堵和音频卡顿的问题。
10. 云计算流量控制：在云计算环境中，为了保证云服务的质量和稳定性，可以通过控制云计算流量的传输速率，限制每个用户的数据传输量和并发连接数。
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网络服务模式
指整个通信子网向传输层或资源子网提供的服务规范。
面向连接
优点
1、分组携带虚电路号，带宽利用率高 2、连接一旦建立，容易进行拥塞控制 3、容易实现保证质量服务 4、容易实现计费
无连接
1、无连接开销，分组可立即发送 2、对于通信线路的故障，如路由 器崩溃等，适应性很强，可以及 时绕道
缺点
路由选择算法应具有下列特性：正确性、 简单性、健壮性、稳定性、公平性和最 优性。
优化的目标：分组的平均延时小，网络 吞吐量大。 相互矛盾，因为任何队列系统，在接近 容量的情况下有很长的延迟。 折衷—降低跳数(使分组必须经过的站点 减少到最少)，减少了延迟和消耗的带宽
5.2.1 静态路由选择算法
需要预知的信息
(a)用kb/s表示线路载荷的子网
(b)用分组/s表示通信量和路由选择矩阵
采用了平均分组长度为800位的上图所示网络的分析， 反向通信量（BA,CB等）与正向通信量相同 1/ = 800 bits 根据排队论，平均延迟 T = 1/ (C - )
5.2.2 动态路由选择算法
可根据网络的变化适时调整路由表选择 最佳路径，有利于改善网络的性能。但 算法复杂，增加网络负担，有时还会因 反应太快引起振荡或反应太慢不起作用。 工作过程包括四部分：测量、报告、更 新、决策。
1. 距离向量路由算法
基本思想
每个路由器维护一张表，表中给出了到每个 目的地的已知最佳距离和线路，并通过与相 邻路由器交换距离信息来更新表； 以子网中其它路由器为表的索引，表项包括 两部分：到达目的结点的最佳输出线路，和 到达目的结点所需时间或距离； 每隔一段时间，路由器向所有邻居结点发送 它到每个目的结点的距离表，同时它也接收 每个邻居结点发来的距离表；
链路状态路由算法
根据Dijkstra算法计算最短路径；
3. 分级路由
网络规模增长带来的问题
路由器中的路由表增大； 路由器为选择路由而占用的内存、CPU时间和网络 带宽增大。
分而治之的思想； 根据需要，将路由器分成区域（regions）、聚类 （clusters）、区（zones）和组（groups）… 路由表中的路由不一定是最优路由。
1、有呼叫损耗，有创建开销 2、路由器需要存储虚电路状态信息 3、所有经过失效路由器的虚电路要终 止
虚电路 X.25 ATM 帧中继
1、每个分组必须携带完整的目的 地址，浪费带宽 2、拥塞控制较难实现 3、不易实现保证质量服务
数据报 ARPANET、因特网
实现 实例
数据报子网内路由
虚电路与数据报机制
路由信息协议(RIP)
N1 N3
路由器3
N5
路由器1
路由器2
N2
N4
路由器4
RIP分组在IP之上用UDP传送。RIP通过对从源到目的 的最大跳数加以限制来防止路由环，最大值为15。 RIP使用了一些计时器来控制其性能，包括路由更新 计时器、路由超时和路由清空的计时器。
RIP的局限性
RIP约定目的端距离值超过 15 就不可达，随着 互连网的增长，使得 RIP 不适合在大型网络应 用，但如果允许更大的距离值，会造成初始化 或拓扑改变时协议的收敛时间增加。 RIP 采用路段数作为度量值，但过分简化的距 离值可能使得路由选择表达不到最佳状态。 支持RIP的设备要从所有设备接收RIP更新向量， 可能会使个别设备的配置错误影响到整个网络 的配置。
最初五步计算从A到D的最短路径，箭头指示工作节点
Dijkstra's algorithm
2. 扩散法路由选择(洪泛算法)
工作原理：将收到的每一个分组，从除了分组到 来的线路外的所有输出线路上发出 缺点：产生大量的重复分组 抑制措施：
让每个分组头包含站点计数器； 记录下分组扩散的路径(记下来自于某源路由器的序列 号，可用一计数器)； 选择性扩散
路由信息协议(RIP)
Fra bibliotek用中间路由器的数目测量距离； 每个路由器向与它相连的网络发送说明它能在 一个站点内到达的网络的信息包； 与相应网络相连的路由器据此推断出自己可以 通过两个站点到达该网络，并更新路由表； 依次类推，各个路由器建立自己的路由表； 各个路由器不断接收信息、存储、再发送信息 来建立、维护自己的路由表。
交换距离信息更新路由表示例
缺点
开销大(节点间要不断的相互交换信息) 交换的信息从相邻节点开始，由于延时获得 全网状态信息的时间有先有后，有可能先前 的最佳路径在当前已经不是最佳了，甚至是 不通的，最终造成阻塞
无穷计算问题
算法的缺陷：对好消息反应迅速，对坏消息反应迟钝；
A B ∞ 1 1 1 1 C ∞ ∞ 2 2 2 D ∞ ∞ ∞ 3 3 E ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ A 初始时 第1次交换后 第2次交换后 第3次交换后 第4次交换后 B 1 3 3 5 5 7 7 ∞ （a） C 2 2 4 4 6 6 8 . . . ∞ D 3 3 3 5 5 7 7 ∞ E 4 4 4 4 6 6 8 ∞ 初始时 第1次交换后 第2次交换后 第3次交换后 第4次交换后 第5次交换后 第6次交换后
第5章 网络层
网络层概述 路由选择算法 路由选择协议 流量控制和拥塞控制 网络互连设备
5.1 网络层概述
网络层是OSI参考模型中的第三层,目的是屏蔽各 种不同类型网络之间的差异，实现两个端系统之间 的数据透明传送，具体功能包括路由选择、阻塞控 制等 网络服务模式 Internet团体（正努力获得更好的服务质量） 电话公司 虚电路与数据报机制
开放最短路径优先(OSPF)
OSPF是个链接状态路由协议，是由IETF的 IGP工作组为IP网开发的路由协议。 最短路径优先算法（SPF）思路： 每个路由器周期性地发送链路状态信息，提 供其相邻节点的信息或其状态改变信息。通过对 已建立的邻接关系和链接状态进行比较，失效的 路由器可以很快被检测出来，网络拓扑相应地更 动。每个路由器以自己为根计算最短路径树，通 过最短路径树生成路由表。
设计目标
网络层的服务是按下列目标设计的
服务应与通信子网的技术无关 通信子网的数量、类型和拓扑结构对于传输 层来说是隐蔽的 传输层所能获得的网络地址应采用统一的的 编号方式，即使跨越了多个LAN和WAN
网络设计冲突的焦点是网络层究竟应该 提供面向连接还是无连接的服务
实质是将复杂的功能放在何处的问题
邻居结点X发来的表中，X到路由器i的距离 为Xi，本路由器到X的距离为m，则路由器经 过X到i的距离为Xi + m。根据不同邻居发来 的信息，计算Xi + m，并取最小值，更新本 路由器的路由表；
“距离”:到目的路由器的站点数、估计 的时间延迟、路由排队的分组估计总数 或类似的值
目的站 最短距离估计值 输出线路
大量的建立和清除虚电路所需要的开销会影 响虚电路的使用
5.2 路由选择算法
路由选择算法概述 静态路由选择策略 动态路由选择策略
路由选择算法(Routing Algorithm)
是网络层软件的一部分，负责确定所收 到分组应传送的外出路线。 路由选择算法可以分为两大类：
非自适应---事先脱线计算好或设定好的， 在网络启动时就下载到路由器中 自适应---根据拓扑结构、通信量的变化来 改变其路由选择。
vc1 3 H2 0 vc2 A 2 A 入口 出口 H1 0 B 0 H1 1 H1 2 B 1 B 2
0 H4 1
C 0 H4 2 vc5 C 入口 H3 0 B 0
出口
E 0 D 0 vc4
E
入口 出口 B 0 H5 0 D 0 H5 1 C 0 D 0
虚电路与数据报之间的折衷
路由器的内存与带宽 建立虚电路的时间和地址解析的时间 保证服务质量，子网避免拥塞 交换虚电路和永久虚电路
应用情况
路由器和线路的资源过于浪费，实际很少直接采用； 具有极好的健壮性，可用于军事应用； 作为衡量标准评价其它路由算法。
3. 基于流量的路由选择
基本思想
既考虑拓扑结构，又兼顾网络负荷 前提：每对结点间平均数据流是相对稳定和可预测的 根据网络带宽和平均流量，可得出平均包延迟，因此 路由选择问题归结为找产生网络最小延迟的路由 提前离线（off-line）计算 网络拓扑结构； 通信量矩阵Fij； 线路带宽矩阵Cij； 路由算法（可能是临时的）
5.3 路由选择协议
自治系统(AS)：即遵循共同的路由策略统 一管理下的网络群 内部网关协议(interior gateway protocol): 在自治系统内部执行路由功能。如路由信 息协议(RIP)、开放最短路径优先(OSPF) 外部网关路由协议(exterior gateway protocol) :在不同的自治系统间进行路由。 如边缘网关协议(BGP)
分层路由
分层路由带来的问题
4.固定路由选择
路由表是事先设定好的。一般，网络中有一个 网络控制中心，由它按照最佳路由算法求出每 对源、目的节点的最佳路由，然后为每一节点 构造一个固定路由表并分发给各个节点。 优点：简便易行，在负载稳定，拓扑结构变化 不大的网络中运行效果很好。 缺点：灵活性差，无法应付网络中发生的阻塞 和故障。
B 5 2 A 1 4 7 2 C 6 E 3 7 4 F D