计算机网络面试题, 已经有滑动窗口了为什么还要拥塞控制?

Step 1

Q:: 为什么已经有滑动窗口了还要拥塞控制？

A:: 滑动窗口机制主要解决的是流量控制问题，即控制发送方发送数据的速度，使其不超过接收方的处理能力。然而，滑动窗口无法解决网络中的拥塞问题，拥塞控制的目的是防止网络因过载而崩溃。拥塞控制通过调节发送方的发送速率来确保网络中的数据流量不会超过网络的承载能力。典型的拥塞控制算法包括慢启动、拥塞避免、快重传和快恢复。

Step 2

Q:: 拥塞控制的主要算法有哪些？

A:: 拥塞控制的主要算法包括：1. 慢启动（Slow Start）：逐步增加拥塞窗口，从而探测网络的可用容量。2. 拥塞避免（Congestion Avoidance）：当网络接近饱和时，逐渐增加拥塞窗口。3. 快重传（Fast Retransmit）：在检测到丢包时，立即重传未确认的数据包。4. 快恢复（Fast Recovery）：在丢包发生后，通过快速恢复机制调整拥塞窗口，而不必完全回到慢启动阶段。

Step 3

Q:: 什么是慢启动（Slow Start）算法？它是如何工作的？

A:: 慢启动是一种拥塞控制算法，用于在连接建立后的初期逐步增加数据发送速率。初始时，拥塞窗口（cwnd）设置为一个较小的值（通常为1个MSS），每次接收到一个ACK确认时，cwnd加倍，从而以指数速度增长，直到达到慢启动阈值（ssthresh）。一旦cwnd超过ssthresh，算法进入拥塞避免阶段，cwnd的增长速度减缓为线性增长。这种方式确保了网络不会被突然的大量数据淹没。

Step 4

Q:: 什么是拥塞避免（Congestion Avoidance）？

A:: 拥塞避免是拥塞控制算法的一个阶段，当拥塞窗口（cwnd）达到慢启动阈值（ssthresh）时开始。此阶段不再以指数级别增长窗口，而是以线性方式增加cwnd，每一轮RTT（往返时间）只增加一个MSS。这种方法有助于避免网络拥塞的发生，同时逐步探测网络的最大可用带宽。

Step 5

Q:: 拥塞窗口（Congestion Window）和滑动窗口（Sliding Window）有什么区别？

A:: 拥塞窗口（Congestion Window）是TCP拥塞控制中的一个概念，用来控制发送方在网络拥塞情况下的发送速率。滑动窗口（Sliding Window）则是流量控制的一个机制，用来控制发送方发送数据的速率，确保接收方有足够的缓冲空间来处理数据。拥塞窗口通过调节网络层面的传输速率，而滑动窗口则是在传输层面确保发送方和接收方的同步工作。