MPTCP 源码分析(七) 拥塞控制

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简述

     MPTCP的拥塞控制对TCP的拥塞控制的线性增加阶段进行了修改，而慢启动，快速重传、

快速恢复都没有改变。每条子路径拥有自己的cwnd，MPTCP的拥塞算法主要关心cwnd的改变。

 

拥塞算法设计原则

1. MPTCP的Throughput 要达到MPTCP中所有子路径中最好的一条路径
2. MPTCP应该和普通TCP一样从共享资源中获得相同资源
3. MPTCP中的流量将从拥塞的子路径转移到不拥塞的路径。

 

算法理解

     MPTCP的各个子路径运行着正常的TCP，因此直观的我们可以在每条子路径上运行自己的拥塞控制算法，

但是这样就违背了设计原则2，这样的效果是MPTCP的吞吐量就会超过其他正常TCP。因此有以下的算法：

其中a的取值参考[1]。这样的话，MPTCP就把每次cwnd的增加分摊到各个不同的子路径上，这样MPTCP就和正常TCP有着相同的吞吐量。

但是这样的算法设计存在问题，不能有效的利用网络环境，我们应该根据设计原则3，将流量移动到拥塞情况最少的路径上去。因此有以下

的算法：

此算法让各个子路径的拥塞窗口的变化联系起来，比如有两条路径，一条路径上面拥塞导致导致丢包严重，那么不断的减少Wtotal/2，

这样的话，就将流量从拥塞的路径移动到不拥塞的路径上。但是，这个算法存在两个问题：

1.如果拥塞的子路径完全没有流量，我们就无从得知这条子路径上拥塞情况以后是不是会改善。

2.没有考虑到RTT的的因素，比如对于一个智能手机来说，3G网络和WIFI相比丢包率更低，而RTT更大。

但是因为3G的拥塞情况更好，因此流量大部分会通过3G网络。而3G网络的吞吐量可能小于WIFI的吞吐量。

     因此提出MPTCP的拥塞控制算法：

此算法通过 min操作来遵守设计原则2，通过a来保证各个子路径上都有适当的流量，从而达到

设计原则1和3。详细的算法描述可以参考[2]。

 

MPTCP的内核实现

     MPTCP会在接收每一个ACK的时候，计算算法中的a。调用情况如下：

     tcp_ack()

               =>tcp_ca_event()

                    =>cwnd_event()

                         =>mptcp_ccc_cwnd_event()

在tcp_ack函数中也会增加cwnd，调用情况如下：

     tcp_ack()

               =>tcp_cong_avoid()

                    =>cong_avoid()

                         => mptcp_ccc_cong_avoid()     

     

 

参考资料：

[1]M. Honda, Y. Nishida, L. Eggert, P. Sarolahti, and H. Tokuda. Multipath Congestion Control for Shared Bottleneck. In Proc. PFLDNeT workshop, May 2009

[2]Design, implementation and evaluation of congestion control for multipath TCP