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显式拥塞通知-原理与机制.docx
资料介绍
一、ECN基本概念与设计背景
什么是显式拥塞通知
显式拥塞通知（Explicit Congestion Notification，简称ECN）是TCP/IP协议簇中定义的一种网络拥塞控制机制，在RFC 3168标准中正式标准化。与传统丢包驱动的拥塞控制方式不同，ECN允许网络设备（路由器、交换机）在不丢弃数据包的情况下，提前向终端主机通知网络发生了拥塞，让主机提前降低发送速率，避免因丢包导致传输性能下降。
ECN诞生的背景
在ECN出现之前，TCP协议主要依靠数据包丢包来判断网络拥塞：当路由器缓存队列溢出，无法容纳新的数据包时，只能直接丢弃数据包，发送端在长时间未收到确认报文或者收到重复确认报文后，才会意识到发生了拥塞，进而降低发送窗口。这种机制存在明显缺陷：一是丢包本身会降低传输效率，尤其是对实时性要求较高的业务；二是缓存溢出会导致队列长度增加，增加端到端传输延迟；三是对于低延迟、低丢包要求的应用，比如交互式应用、流媒体传输，丢包驱动模式的体验较差。
为了解决这些问题，研究人员提出了显式拥塞通知的思路，让网络设备主动标记即将发生拥塞的数据包，而不是直接丢弃，发送端收到拥塞标记后提前降速，既可以避免丢包，又能缓解网络拥塞。
二、ECN的工作原理
1. EC位的定义
ECN利用IP协议头中的服务类型（TOS）字段保留的两个比特位来实现拥塞标记，这两个比特被称为ECN-Capable Transport（ECT）位，共有四种编码组合：
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