什(shén)麽是(shì)TCP？
TCP始于1970年(nián)，作(zuò)為(wèi)協議(yì↑ε&)套件(jiàn)的(de)一(yī)部分(f₹• ¥ēn)， TCP / IP将數(shù)據格®✔式化(huà)成數(shù)據包在網絡上(shàng)進行≥✘(xíng)傳輸。IETF工(gōng)作(zu≥ λò)人(rén)員(yuán)表示，超過90%Ωπ™的(de)IP流量都(dōu)通(tōng)♠≈π過TCP傳輸。
在過去(qù)的(de)幾十年(nián)裡( ↓∏lǐ)，為(wèi)加快(kuài)TCP≈ / IP的(de)速度，很(hěn)多(duō)人(rεα®∞én)都(dōu)在為(wèi)TCP如(rú)何處理(l¶ ¥Ωǐ)擁堵的(de)問(wèn)題不(bù)斷努力。TCP通(t$<ōng)過監控傳輸中丢失的(de)分(fē₩←₹÷n)組數(shù)量減慢(màn)在感知(zhī)擁塞時(shí)發φ¥ ↔送流量的(de)速度。由于網絡交換機(jī)和(hé)路(♥♠•lù)由器(qì)的(de)小(xiǎo)緩±♦沖區(qū)與互聯網連接的(de)低(dī)帶寬很(hěn)匹配，所以↓↑×BBR的(de)效果還(hái)是(shì)很(hěn)不(bù)錯(c↕π¥∞uò)的(de)。遺憾的(de)是(shì)，“基于損失”擁塞控制(z₹©↑hì)在當今的(de)環境中并不(bù)"♥适用(yòng)。
BBR優勢
BBR以一(yī)定速度不(bù)斷評估多(du↔ ō)個(gè)路(lù)由的(de)吞吐量和(hé)往↓ •返流量時(shí)間(jiān)，得(de)出遍曆網絡需要(yào)的(de)'™☆♣時(shí)間(jiān)。這(zhè)樣一(yī)來(lái)，B✘σBR以網絡可(kě)處理(lǐ)的(de)速✘™↕度發送流量，比最初的(de)TCP擁塞控制(zhì)更有 $§(yǒu)效果。
BBR還(hái)兼容由Google設計(jì)的(de)替代傳輸協議(yì)β∑——快(kuài)速UDP互聯網連接(QUIC)，并被IE ×¥>TF作(zuò)為(wèi)标準。
BBR并不(bù)是(shì)工(gōng)程♥±師(shī)們為(wèi)加速TCP所做(zu•§ò)出的(de)第一(yī)個(gè)努力。€"♦σ北(běi)卡羅來(lái)納州立大(dà)學的(de)研究人(rén¥"€)員(yuán)表示，當今開(kāi)發£∞↔TCP中使用(yòng)的(de)最流行(xíng)的(dπ×÷®e)基于丢失的(de)擁塞控制(zhì)算(suàn)法之一(yī)是(sh∑β♦¥ì)二進制(zhì)增加擁塞控制(zhìΩ∏λ)(BIC)，其次是(shì)CUBIC，還(hái✘☆₩)有(yǒu)另一(yī)種流行(xíng)的(de)擁塞控制(zhì)算(s↔♦↕uàn)法叫做(zuò)Reno。這(zhè)些(xiē)算≥←'α(suàn)法都(dōu)是(shì)使用(yòng)分(f≈×ēn)組丢失來(lái)确定擁塞的(de)，盡管開(kāi)發BBR<γ∏≠的(de)Google工(gōng)程師(shī)±¥α Jacobson表示，在他(tā)看(kàn)來(lái)，BBR才是>ε(shì)唯一(yī)一(yī)個(gè)通(tōng)過實際估計©π±ε(jì)流量速度來(lái)确定最佳傳輸速度的(de)TC₩☆>P算(suàn)法。
BBR取得(de)初步成功
Mirja Kuhlewind是(shì)蘇黎世網絡系統集團的(÷¥™de)高(gāo)級研究員(yuán)，∏§¥也(yě)是(shì)IETF的(de)運輸區(qū)域主管，負責TCP的(∞ ↑♦de)維護和(hé)改進工(gōng)作(zuò)。∞她(tā)表示，在傳輸與擁堵控制(zhì)方面建立标ε'準需要(yào)很(hěn)長(cháng)的(de)時(shí)♣•間(jiān)，在BIC和(hé)BBR的(de)發展之前，通(↓קtōng)過數(shù)十次TCP技(jì)術(shù)改進，才僅有(yǒuφ Ω→)一(yī)個(gè)成為(wèi)了(le) ≥₹标準，擁塞控制(zhì)計(jì)劃的(de)✔∞标準化(huà)不(bù)是(shì)一(yī)件(jiàn)易事(sh'✔δì)。
Reno和(hé)CUBIC基于相(xiàng)同的(de)原γ₩↓理(lǐ)工(gōng)作(zuò)，将丢失÷♥包作(zuò)出的(de)反應作(zuò)為(wèi)擁塞的(de)标÷∞↑±志(zhì)，檢測到(dào)丢失時(shí)降低(dī)發送速率。而B÷ש¶BR利用(yòng)的(de)是(shì)分₹✘←(fēn)組定時(shí)信息來(lái)确定€•鏈路(lù)是(shì)否擁塞。
谷歌(gē)的(de)一(yī)些(xiē)客戶已經意識到(dào$¶®)BBR的(de)重要(yào)性，Wordpress在Google C≈®loud和(hé)Founder中托管了(le)50萬個(gè)站(zhànγ↕)點，谷歌(gē)的(de)CTO Jason Cohen也(yě) ®>表示BBR與其他(tā)基于丢失的(de)擁塞控制(zhì)相(x₽↓₩iàng)比提高(gāo)了(le)2700倍的(de)吞¥≈吐量、延遲降低(dī)了(le)25倍。
BBR原理(lǐ)簡介
擁塞現(xiàn)象是(shì)指到(dào)達通(tōng)信子π≥(zǐ)網中某一(yī)部分(fēn)的(de)分(fēn)組數(shù)量♣$↕過多(duō)，使得(de)該部分(fēn)網絡來(lái)不(bù)及處理♠♦(lǐ)，以緻引起這(zhè)部分(fēn)乃至δα "整個(gè)網絡性能(néng)下(xià)降的(de)現(xiàn)象，嚴≈重時(shí)甚至會(huì)導緻網絡通(tōng)信業(yè)務< Ω陷入停頓，即出現(xiàn)死鎖現(xi¥§≥×àn)象。這(zhè)種現(xiàn)象跟公路(lù)網中經常所見(j λ☆iàn)的(de)交通(tōng)擁擠一(yī)樣，當節假日(φ¥ε¥rì)公路(lù)網中車(chē)輛(liàng)大(dà¶∞₹↑)量增加時(shí)，各種走向的(de)車(chē)>£流相(xiàng)互幹擾，使每輛(liàng)車(chē)到(dào)達✔∞目的(de)地(dì)的(de)時(shí)間(jiān)都(dōu)÷ ☆∑相(xiàng)對(duì)增加（即延遲增加∞×≈）,甚至有(yǒu)時(shí)在某段公路(lù)上(shà÷&÷ng)車(chē)輛(liàng)因堵塞而無法開(kāi)動(即發生(shē€✘£<ng)局部死鎖)。
擁塞控制(zhì)就(jiù)是(shì)針對(duì)此問(wè<§n)題的(de)控制(zhì)技(jì)術(shù)/解決♠©方案，但(dàn)也(yě)不(bù)能(néng)¶π說(shuō)是(shì)解決，控制(zhì)技(jì)± 術(shù)隻能(néng)起到(dào)β>盡量避免/緩解擁塞的(de)作(zuò)用(yòng)。TCP-BBR技(jì)術(shù)呢(ne)，用(yòng)了(l≥>e)一(yī)種溢水(shuǐ)原理(lǐ)的(de)思想，來(lái)預∏≥↓₩判丢包率，調配發包速率。
假設你(nǐ)有(yǒu)一(yī)支較細的(π≥♣de)U形管，下(xià)面還(hái)有(yǒu)一(yī)堆不(bù)≈₽ 可(kě)溶的(de)填塞物(wù)，你(nǐ)從(cóng)一(↓∑yī)邊開(kāi)始大(dà)量灌水(shuǐ)，如(rú)果另一(yī≤©π)邊出水(shuǐ)正常，你(nǐ)就(jiù) σ可(kě)以繼續加大(dà)灌水(shuǐ)量，達到(d←÷ >ào)最大(dà)帶寬。如(rú)果另一(yī)邊發現(xi∑δ'àn)水(shuǐ)時(shí)斷時(s↕•hí)有(yǒu)，就(jiù)證明(míng)下(xià)面出現↑→(xiàn)了(le)随機(jī)擁堵，✔÷<₹這(zhè)時(shí)，你(nǐ)就(jΩ¶₽iù)要(yào)減小(xiǎo)灌水(shuǐ)量，等待水(shuǐ)位落₩≥¥±下(xià)。這(zhè)時(shí)如(rú)果★₽®采用(yòng)傳統繼續灌水(shuǐ)時(shí)$φ✘，也(yě)就(jiù)會(huì)造成水(shuǐ)溢出（丢包現(xi→∏®←àn)象的(de)産生(shēng)）。所以這>γ♦(zhè)是(shì)真正的(de)按需發包。±£β當然，這(zhè)一(yī)切是(shì)建立在系統預估的(d$ e)情況下(xià)。
