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### 知识点详解 #### 一、Swift拥塞控制算法概述 - **核心思想**：Swift拥塞控制算法由谷歌公司开发，旨在通过端到端的延迟目标来实现数据中心内的高效流量管理。该算法利用了加减法（AIMD）控制机制，在极端拥堵情况下采用速率限制（pacing），确保网络传输的高效性与稳定性。 - **应用场景**：Swift特别适用于数据中心内部网络环境，能够有效地应对大规模数据处理和传输任务。 #### 二、AIMD控制机制及其在Swift中的应用 - **AIMD机制简介**：AIMD（Additive Increase Multiplicative Decrease）是一种常用的拥塞控制策略，其核心在于增加时采用加法的方式逐步提升发送速率，而在检测到拥塞时则采用乘法的方式快速降低发送速率。 - **Swift中的AIMD应用**：Swift利用AIMD机制动态调整发送速率，当网络负载较低时，逐渐增加发送速率；一旦检测到网络拥塞，则迅速减少发送速率，从而有效避免网络拥堵。 #### 三、Swift算法的关键技术 1. **准确的RTT测量**：RTT（Round-Trip Time）是指数据包从发送方发出到接收方接收到确认信号所需的时间。Swift通过对RTT的精确测量，可以更准确地评估当前网络状况，进而合理调整发送速率。 2. **合理的延迟目标设定**：Swift通过设置合理的端到端延迟目标，使得算法能够在不同网络条件下保持良好的性能表现。 3. **极端拥堵情况下的速率限制**：在极端拥堵的情况下，Swift采用速率限制技术（pacing）来缓解网络压力，确保服务质量和用户体验不受太大影响。 #### 四、Swift算法的实际表现 - **短RPC响应时间**：在大规模测试环境下，Swift能够将短RPC（Remote Procedure Call）的尾部延迟降低至50微秒以下，同时几乎不丢包，且每台服务器可维持约100Gbps的吞吐量。 - **生产环境表现**：在多个不同的生产集群中，Swift能够持续提供极低的短RPC完成时间，并为长RPC提供高吞吐量。与DCTCP协议相比，Swift的丢包率至少低10倍，并且在处理大量并发请求时表现更优。 #### 五、Swift与DCTCP的对比分析 - **丢包率**：Swift的丢包率远低于DCTCP，这表明Swift在处理网络拥塞方面更为有效。 - **并发处理能力**：Swift在处理大规模并发请求时的表现优于DCTCP，特别是在面对O(10k)级别的并发时，Swift能够更好地维持服务质量。 - **资源隔离性**：Swift提供了更好的性能隔离特性，即使在网络负载接近100%的情况下，也能够保持良好的尾部延迟表现。 #### 六、Swift算法的优势总结 - **简单易用**：Swift的设计非常简洁，易于部署和维护，这有助于数据中心运营商更好地应对运营挑战。 - **分解性好**：Swift算法能够轻松地将延迟分解为主机和网络部分，方便问题定位和优化。 - **适应性强**：随着数据中心的发展变化，Swift作为拥塞信号的部署和维护工作变得十分便捷。 - **高性能**：Swift能够在提供高吞吐量的同时，保持极低的尾部延迟，特别适合对延迟敏感的应用场景。 #### 七、Swift在RDMA环境中的应用潜力 - **RDMA（Remote Direct Memory Access）**：作为一种高速网络技术，RDMA允许数据直接在两台机器之间进行内存访问而无需CPU干预，极大地提高了数据传输效率。 - **Swift与RDMA结合的可能性**：考虑到Swift在数据中心网络中表现出色的性能，它与RDMA技术相结合有望进一步提高数据传输速度和效率，尤其在高性能计算、云计算等领域具有广阔的应用前景。 ### 结论 Swift拥塞控制算法是谷歌公司在数据中心网络管理领域的一项重要成果。通过精准的RTT测量、合理的延迟目标设定以及极端拥堵情况下的速率限制等关键技术，Swift能够在保证高吞吐量的同时，实现极低的尾部延迟。与传统拥塞控制协议如DCTCP相比，Swift展现出了更低的丢包率和更好的并发处理能力，对于现代数据中心来说是一项重要的技术创新。

用NS-3仿真TCP拥塞窗口控制机制，把拥塞窗口各个参数的变化用图片的格式体现出来

本文基于TCP/AQM流体动力学模型，从H∞控制理论的观点出发，将TCP流个数的扰动作为网络负载来考虑，基于LMI方法设计了具有时滞反馈的网络控制系统的H∞拥塞控制器，由控制器得到的数据包分组丢弃概率的变化不仅与队列的变化率有关，还与窗口的变化率有关，并进一步说明该控制器为基于平均队列长度估计的预测控制器。

传统用于总线系统或互联网的仲裁方法已不能很好地适应NoC应用环境。围绕NoC系统性能的关键影响因素——拥塞状态，提出了一种基于全局和本地拥塞预测的仲裁策略(GLCA)，以改善NoC网络延迟。实验结果表明，相对于RR方法，新仲裁算法使得网络平均包延迟和平均吞吐量最大分别可改善20.5%和8%，并且在不同负载条件下都保持了其优势。综合结果显示， GLCA与RR方法相比，路由器仅在组合逻辑上有少许增加(25.7%)。

IETF所关注的MPTCP协议是当前比较成熟，关键的多路径传输协议。为了测试MPTCP在当前已部署的网络环境中的性能，分别在本地测试床，Internet环境测试场景和大规模多宿主系统NorNet测试床中对MPTCP多路径传输实际的量子性能进行了测试和分析，测试结果表明MPTCP相对TCP虽能获得量子的提高，但在非相似距离交替的场景中其性能仍然不完善，其路径管理和传输调度策略仍需要进一步改进。

interent的路由，拥塞控制，和管理，该作者发表过多篇IEEE论文，这是他新更新的ppt,很有价值！

加法增加乘法减少(AIMD)窗口算法 在现有的TCP/IP 协议体系下，TCP拥塞控制机制主要基于加法增加乘法减少(AIMD)算法。由于计算机计算能力和存储能力的提高，通告窗口一般都比较大，因此当前发送窗口的大小大多数情况下等于拥塞窗口的大小。

ROUND 2: 本地组播路由器周期性探询本地局域网上的主机，以便知道这些主机是否还是组播组的成员。 只要有一个主机对某个组响应，那么组播路由器就认为这个组是活跃的;如果经过几次探询后没有一个主机响应，组播路由器就认为本网络上的没有此组播组的主机，因此就不再把这组的成员关系发给其他的组播路由器。 ROUND 1: 某主机要加入组播组时，该主机向组播组的组播地址发送一个IGMP报文，声明自己要称为该组的成员。 本地组播路由器收到IGMP报文后，要利用组播路由选择协议把这组成员关系发给因特网上的其他组播路由器。

由于传输介质不同,传统拥塞控制算法在无线网络中出现了性能退化。为此,提出了包括TCP Veno在内的多种改进算法。TCP Veno通过检测链路中积压数据包大小来判断丢包的性质,进而对TCP Reno后三个阶段进行改进。利用OPNET Modeler对该算法下的吞吐量、网络利用率、公平性、友好性进行仿真分析。结果表明,TCP Veno各方面性能均比Reno得到提高。