10.1.3互联网中拥塞发生的原因 网络中拥塞现象发生的根本原因是“需求”大于“供给”。网络中的资源(交换节 点中的缓存、链路带宽和网关处理能力等)是有限的,有限的资源要在网络用户之间共 享使用,因而用户之间对网络资源的使用存在竞争关系。由于互联网是开放的,没有使 用“准λ控制”( Admission control)算法,互联网无法根据网络资源的使用情况限制 使用网络用户的数量。由于互联网没有集中控制,所以无法控制每个用户使用网络资源 的数量。而随着互联网的发展,使用互联网用户的数量和基于互联网应用的数量都在迅 速增长。如果不使用某种机制在多个用户之间协调资源的使用,必然会岀现网络拥塞。 由于互联网流量具有强烈的突发性,流量经常向某些热点汇集,导致热点所在的区域发 生网络拥塞。 随着网络资源价格的降低,可以通过增加网络资源的手段缓解网络拥塞,比如增加 路由器的内存容量,提高路由器和交换机的处理器性能,提髙网络链路带宽等。遗憾的 是,虽然拥塞本质上是由于资源短缺引起的,但是单纯地增加网络资源并不能避免拥塞 的发生。 Raj Jain指出,即使在网络中增加资源也不能解决拥塞,甚至会加重拥塞的程 度。例如,如果路由器的缓存太大,分组通过的时延就会增大,当时延超过端系统中重 传时钟的值时,就会导致报文的重传,而这种重传反而加重了拥塞的程度。 值得指出的是,拥塞总是发生在网络中那些资源“相对”短缺的位置。互联网中的 不均衡性首先体现在资源分布的不均衡。在图102(a)中,路由器分别与Mb/s和100Kb/s 的链路相连。当分组以IMbs的速率从S发送D时,在R处会发生拥塞。互联网的不 均衡性还体现在流量分布的不均衡。在图10.2(b)中,A、B、C、D这4个节点通过 R相连,4条链路的带宽都是IMb/s,也就是说系统中资源的分布是均衡的。当A和B 都以1Mb/s的速率向C发送数据时,在R处同样会发生拥塞。在互联网中,资源分布 的不均街、流量分布的不均衡以及流量的突发性都是广泛存在的,由这些原因所导致的 拥塞不能单纯依靠增加资源的方法来解决。 IMb/s I 00K b/s (a)资源分布不均衡举例 (b)流量分布不均衡举例 图102互联网的不均衡性353 10.1.3 互联网中拥塞发生的原因 网络中拥塞现象发生的根本原因是“需求”大于“供给”。网络中的资源（交换节 点中的缓存、链路带宽和网关处理能力等）是有限的，有限的资源要在网络用户之间共 享使用，因而用户之间对网络资源的使用存在竞争关系。由于互联网是开放的，没有使 用“准入控制”（Admission Control）算法，互联网无法根据网络资源的使用情况限制 使用网络用户的数量。由于互联网没有集中控制，所以无法控制每个用户使用网络资源 的数量。而随着互联网的发展，使用互联网用户的数量和基于互联网应用的数量都在迅 速增长。如果不使用某种机制在多个用户之间协调资源的使用，必然会出现网络拥塞。 由于互联网流量具有强烈的突发性，流量经常向某些热点汇集，导致热点所在的区域发 生网络拥塞。 随着网络资源价格的降低，可以通过增加网络资源的手段缓解网络拥塞，比如增加 路由器的内存容量，提高路由器和交换机的处理器性能，提高网络链路带宽等。遗憾的 是，虽然拥塞本质上是由于资源短缺引起的，但是单纯地增加网络资源并不能避免拥塞 的发生。Raj Jain 指出，即使在网络中增加资源也不能解决拥塞，甚至会加重拥塞的程 度。例如，如果路由器的缓存太大，分组通过的时延就会增大，当时延超过端系统中重 传时钟的值时，就会导致报文的重传，而这种重传反而加重了拥塞的程度。 值得指出的是，拥塞总是发生在网络中那些资源“相对”短缺的位置。互联网中的 不均衡性首先体现在资源分布的不均衡。在图10.2（a）中，路由器分别与1Mb/s和100Kb/s 的链路相连。当分组以 1Mb/s 的速率从 S 发送 D 时，在 R 处会发生拥塞。互联网的不 均衡性还体现在流量分布的不均衡。在图 10.2（b）中，A、B、C、D 这 4 个节点通过 R 相连，4 条链路的带宽都是 1Mb/s，也就是说系统中资源的分布是均衡的。当 A 和 B 都以 1Mb/s 的速率向 C 发送数据时，在 R 处同样会发生拥塞。在互联网中，资源分布 的不均衡、流量分布的不均衡以及流量的突发性都是广泛存在的，由这些原因所导致的 拥塞不能单纯依靠增加资源的方法来解决。 （a）资源分布不均衡举例 （b）流量分布不均衡举例 图 10.2 互联网的不均衡性