拥塞避免

拥塞避免（Congestion Avoidance）是指通过监视网络资源（如队列或内存缓冲区）的使用情况，在拥塞发生或有加剧的趋势时主动丢弃报文，通过调整网络的流量来解除网络过载的一种流控机制。

拥塞避免常用的两种丢弃报文方式为：尾部丢包策略和WRED。

• 传统的尾部丢包策略

  传统的丢包策略采用尾部丢弃（Tail-Drop）的方法。当队列的长度达到最大值后，所有新入队列的报文（缓存在队列尾部）都将被丢弃。

  这种丢弃策略会引发TCP全局同步现象，导致TCP连接始终无法建立。所谓TCP全局同步现象如图，三种颜色表示三条TCP连接，当同时丢弃多个TCP连接的报文时，将造成多个TCP连接同时进入拥塞避免和慢启动状态而导致流量降低，之后又会在某个时间同时出现流量高峰，如此反复，使网络流量忽大忽小。

  图5-1 尾部丢包示意图
  
  

• WRED

  为避免TCP全局同步现象，出现了RED（Random Early Detection）技术。RED通过随机地丢弃数据报文，让多个TCP连接不同时降低发送速度，从而避免了TCP的全局同步现象。使TCP速率及网络流量都趋于稳定。

  图5-2 RED算法示意图
  
  

  基于RED技术，设备实现了WRED（Weighted Random Early Detection）。

  流队列支持基于DSCP或IP优先级进行WRED丢弃。每一种优先级都可以独立设置报文丢包的上下门限及丢包率。当队列中报文的总长度达到丢弃的下限时，开始丢包。随着队列中报文总长度的增加，丢包率不断增加，最高丢包率不超过设置的丢包率。直至队列中报文的总长度达到丢弃的上限，报文全部丢弃。这样按照一定的丢弃概率主动丢弃队列中的报文，从而在一定程度上避免拥塞问题。