分組交換擁塞控制（congestion control in packet switching），是在分組交換網中，為了防止因輸入流量（負荷）長時間地連續超過規定值而產生網路擁塞所採取的控制。
基本介紹
- 中文名：分組交換擁塞控制
- 外文名：congestion control in packet switching
- 套用學科：計算機、通信
簡介,目的,方法,研究熱點,
簡介
分組交換擁塞控制是在分組交換網中，為了防止因輸入流量（負荷）長時間地連續超過規定值而產生網路擁塞所採取的控制。擁塞將導致吞吐量下降，極端情況下吞吐量下降到零，最終產生死鎖現象。死鎖的典型例子是，如果第一個分組交換節點機須等待到第二個分組交換節點機完成A操作後才能繼續進行B操作，而第二個分組交換節點機卻因為它正在等待第一個分組交換節點機做完B操作才能進行A操作，這樣兩個分組交換節點機可能完全停止工作，處於死鎖狀態。發生擁塞現象的實質問題，是對網路資源的需求值已超過現有資源提供的可能值，例如，分組交換節點機的處理速度不夠或者沒有足夠的緩衝器等。
目的
檢測出擁塞狀態，通過限制擁塞性節點的輸入流並抑制在規定值以下，從而避免陷入死鎖。擁塞控制必須確保分組交換網能運送待傳送的分組，它是全局問題，涉及到端系統（主機）、分組交換節點機以及導致削弱網路通信負荷能力的其他因素。
方法
①緩衝區預分配法。在採用虛電路（面向連線）方式的網路中，當建立虛電路時可在分組交換節點機內為每條虛電路分配緩衝區，使得經過每個分組交換節點機的每條虛電路都有足夠數量的緩衝區為它服務，保證數據分組暢通地交換。
②分組丟棄法。在採用無連線方式的網路中，傳送節點有分組就傳送，接收節點如有緩衝區時就接受，若無緩衝區就丟棄之。被丟棄的分組由於傳送端不能獲得確認而進行逾時重發；。分組交換節點機為每條輸入、輸出線路合理安排緩衝器容量，在保證不發生擁塞的前提下儘可能發揮緩衝器的資源利用率。例如，ARPA網就採用這種方法，即每條線路有最小數量的緩衝器，同時又規定最大數量的佇列，使之不過多地丟棄分組。
③抑制分組法。在網路內為防止擁塞的發生，以限制節點間或端系統間通信量，即使在沒有擁塞威脅時也要付出可能減少吞吐量的代價。抑制分組法採用一種只有在發生擁塞時才觸發的機制。每個節點監控其每條輸出線路的使用率，當超出界限值時，輸出線路就進入“警告”狀態。對於每個新的分組都要査看它的輸出線路是否處於“警告”狀態，如果是，該節點就傳送一個抑制分組通知源節點，使源節點減少傳送通信量，避免擁塞。
④定數擁塞控制法。一種直接限制通信網路內分組數量的方法。在網路中形成固定數目的“許可證”，分組隨機地巡航流動。每當一個節點想傳送一個剛從源點主機送來的數據分組時，它必須首先獲得一個“許可證”，來運送數據分組，此時網路就減少一個許可證。直到上述傳送的數據分組到達目的節點交給目的主機後，網路又獲得這個可用的許可證。這樣的規則保證網路內流動的分組數不會超過初始設定值。
研究熱點
擁塞控制不僅是網路穩定、高效運行的關鍵，同時又是實現各種服務質量的基礎和前提。實際的網路是一個不斷發展的系統，網路擁塞控制研究也是一個非常困難、有挑戰性的研究領域。對網路擁塞控制的研究仍有許多工作要做，進一步的工作包括：
1) 擁塞控制基於端主機的控制策略和路由器的佇列管理策略存在相互影響、相互作用的關係，如何在網路模型描述的基礎上，從控制系統的角度將兩者結合起來，設計出最優的擁塞控制策略，是網路擁塞控制研究的一個方向。
2) 主動佇列管理技術通過丟包積極回響擁塞，來達到擁塞避免和緩解的目的，是網路擁塞控制最重要的手段。如何實現AQM高級策略，引入新的人工智慧算法和遺傳算法與模糊邏輯的綜合套用是目前研究的一個熱點問題。
3) 以往的工作主要採用局部線性化方法，缺乏對系統全局動力學的理論分析。此外，在多種源端擁塞控制策略和路由器避免策略並存時，如何分析整個網路的穩定性，如何分析各種不確定因素對穩定性的影響等，也是需要認真考慮的問題。
4) TCP/IP 擁塞控制的設計和實現面臨著眾多的折中，不可能有一種設計和實現在所有環境中都是“最好的”。現有的擁塞控制思路、方法和技術在多目標的不同環境中面臨著挑戰，它們還有許多要改進的地方。
5) 目前已經有越來越多的移動用戶通過無線系統接入網際網路，由於無線通信固有的特點，使得擁塞控制機制的研究更加困難，極具挑戰。
