Was ist Überlastkontrolle (Congestion Control)?

Mechanismus, mit dem Sender ihre Sendemenge anpassen, um eine Überlastung zu vermeiden, also einen Zustand, in dem ein Netzwerk so ausgelastet ist, dass Pakete verloren gehen. TCP führt ein Überlastfenster, das im Slow Start schnell wächst, danach langsam wächst und bei erkanntem Paketverlust stark verkleinert wird (AIMD). Algorithmen wie CUBIC und BBR nutzen Hinweise wie Verluste, steigende Verzögerung oder gemessene Bandbreite. Ihr Zweck unterscheidet sich von dem der Flusskontrolle, die sich nach der Kapazität des Empfängers richtet.

Japanische Bezeichnung: 輻輳制御

„Überlastkontrolle (Congestion Control)“ kommt in 3 Übungsfragen aus 2 Themen vor, z. B. Grundlagen der Computernetzwerke, Grundlagen der Webtechnologien.

Fachgebiet: Grundlagen der Computernetzwerke

Jetzt üben: Fragen zu Überlastkontrolle (Congestion Control)

Welche Beschreibung des Grundgedankens der TCP-Überlastkontrolle ist richtig?

  1. ADer Empfänger meldet dem Sender seinen freien Pufferplatz, damit sein Puffer nicht überläuft
  2. BDer Sender wertet Anzeichen wie Paketverluste als Überlastung, verkleinert sein Überlastfenster und sendet weniger; ohne Überlastung vergrößert er es schrittweise
  3. CEin überlasteter Router teilt jedem Sender eine Rate als Zahlenwert mit, mit der er senden darf, und die Sender halten sich daran
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Antwort: B. Der Sender wertet Anzeichen wie Paketverluste als Überlastung, verkleinert sein Überlastfenster und sendet weniger; ohne Überlastung vergrößert er es schrittweise

Wird ein Router auf dem Weg überlastet, wächst seine Warteschlange, die Verzögerung nimmt zu, und überzählige Pakete werden verworfen. Ein TCP-Sender schließt aus ausbleibenden oder doppelten ACKs auf Verluste und verringert von sich aus die Sendemenge (das Überlastfenster, Congestion Window). Zu Beginn einer Verbindung verdoppelt Slow Start das Fenster etwa mit jedem Umlauf, um die verfügbare Bandbreite schnell zu ertasten; danach wächst das Fenster schrittweise und wird bei Verlusten stark verkleinert (additive Erhöhung, multiplikative Verringerung). Die tatsächlich gesendete Menge ist durch das kleinere von Überlastfenster und Empfangsfenster begrenzt. Verfahren wie CUBIC und BBR unterscheiden sich darin, wie sie das Fenster vergrößern und Überlastung beurteilen.

1,5 MB Textdaten werden mit gzip auf ein Drittel der Größe komprimiert und gesendet. Die Bandbreite beträgt 10 Mbit/s und die RTT 100 ms; bevor das Senden der Daten beginnt, brauchen TCP-Verbindungsaufbau, TLS-Handshake und HTTP-Anfrage zusammen drei Umläufe. Es gilt 1 MB = 10^6 Byte; die Zeit für Komprimierung und Dekomprimierung, Header sowie Wartezeiten durch die Überlastkontrolle von TCP werden vernachlässigt. Welcher Wert liegt der Zeit bis zum vollständigen Empfang der Daten am nächsten?

  1. AEtwa 0,4 s
  2. BEtwa 0,7 s
  3. CEtwa 1,5 s
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Antwort: B. Etwa 0,7 s

Nach der Komprimierung beträgt die Größe 1,5 ÷ 3 = 0,5 MB, in Bit umgerechnet 0,5 × 8 = 4 Mbit. Diese mit 10 Mbit/s zu senden, dauert 4 ÷ 10 = 0,4 s; zusammen mit den 3 × 0,1 = 0,3 s für die drei Umläufe vor Beginn des Sendens ergibt das insgesamt etwa 0,7 s. Ohne Komprimierung dauert die Übertragung von 1,5 MB = 12 Mbit 12 ÷ 10 = 1,2 s, insgesamt also etwa 1,5 s.

„Überlastkontrolle (Congestion Control)“ in den Erläuterungen

Fragen mit „Überlastkontrolle (Congestion Control)“ (3)

  1. Welche Beschreibung des Grundgedankens der TCP-Überlastkontrolle ist richtig?
  2. 1,5 MB Textdaten werden mit gzip auf ein Drittel der Größe komprimiert und gesendet. Die Bandbreite beträgt 10 Mbit/s und die RTT 100 ms; bevor das Senden der Daten beginnt, brauchen TCP-Verbindungsaufbau, TLS-Handshake und HTTP-Anfrage zusammen drei Umläufe. Es gilt 1 MB = 10^6 Byte; die Zeit für Komprimierung und Dekomprimierung, Header sowie Wartezeiten durch die Überlastkontrolle von TCP werden vernachlässigt. Welcher Wert liegt der Zeit bis zum vollständigen Empfang der Daten am nächsten?
  3. Welchen Zweck hat es bei der TCP-Flusskontrolle, dass der Empfänger dem Sender seine Fenstergröße (Empfangsfenster) mitteilt?

Vergleiche mit diesem Begriff

Verwandte Begriffe

TCP (Transmission Control Protocol) Router Warteschlange (Queue) Paket (Datenpaket) RTT (Round-Trip-Time) TLS (Transport Layer Security) HTTP (Hypertext Transfer Protocol) Flusskontrolle (Flusssteuerung) ARP (Address Resolution Protocol) ARQ (automatische Wiederholungsanfrage)

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