Das Transmission Control Protocol (TCP) nutzt mehrere Mechanismen, um einen Netzwerkzusammenbruch zu verhindern und eine effiziente und zuverlässige Datenübertragung über Netzwerke sicherzustellen:
1. Flusskontrolle :TCP verwendet Flusskontrolle, um die Geschwindigkeit zu verwalten, mit der Daten über das Netzwerk gesendet werden. Es nutzt einen Schiebefenstermechanismus, bei dem der Empfänger kontinuierlich Bestätigungen (ACKs) sendet, um den Absender über die empfangenen Daten zu informieren. Der Absender unterhält ein Fenster mit nicht gesendeten Daten, begrenzt durch die vom Empfänger angekündigte Fenstergröße. Dadurch wird sichergestellt, dass der Sender Daten nur mit einer Geschwindigkeit überträgt, die der Empfänger verarbeiten kann, wodurch eine Überlastung des Netzwerks vermieden wird.
2. Überlastungskontrolle :TCP enthält auch Mechanismen zur Überlastungskontrolle, um eine Überlastung des Netzwerks zu verhindern. Es verwendet Algorithmen wie „Slow Start“ und „Congestion Vermeidung“, um die Übertragungsrate dynamisch an die Netzwerkbedingungen anzupassen. Wenn eine Überlastung erkannt wird, verlangsamt TCP seine Übertragung, um die Belastung des Netzwerks zu verringern und eine schnellere Wiederherstellung zu ermöglichen. Dies verhindert eine anhaltende Verkehrsüberlastung und trägt zur Erzielung der Gesamteffizienz des Netzwerks bei.
3. Adaptive Neuübertragung :Um eine zuverlässige Datenübermittlung zu gewährleisten, implementiert TCP ein adaptives Neuübertragungsschema. Es überwacht verlorene oder beschädigte Pakete und initiiert erneute Übertragungen, wenn diese auftreten. Das Zeitüberschreitungsintervall für die erneute Übertragung wird dynamisch basierend auf den Netzwerkbedingungen und der geschätzten Umlaufzeit (RTT) des Absenders angepasst. Dies gewährleistet eine rechtzeitige Neuübertragung verlorener Pakete und minimiert die Auswirkungen von Datenverlusten auf die Leistung der Anwendung.
4. Stauvermeidung durch Früherkennung :TCP verfügt über Früherkennungsmechanismen, um potenzielle Überlastungen zu erkennen, bevor sie schwerwiegend werden. Beispielsweise kann der TCP-Sender auf doppelte ACKs überwachen, wenn der Empfänger eine erneute Übertragung desselben Datensegments anfordert. Dies kann auf ein Überlastungsszenario hinweisen und den Absender dazu veranlassen, seine Übertragungsrate zu reduzieren, um einen Zusammenbruch des Netzwerks zu verhindern.
5. TCP-Fairness :TCP gewährleistet eine faire Bandbreitenzuweisung zwischen verschiedenen Datenflüssen. Dies wird durch die Implementierung verschiedener Algorithmen erreicht, die die verfügbare Bandbreite regulieren und gleichmäßig auf mehrere Benutzer verteilen. Dadurch wird verhindert, dass dominante Ströme das Netzwerk monopolisieren und eine ausgewogene Ressourcennutzung gewährleistet wird.
Durch den Einsatz dieser Mechanismen strebt TCP danach, eine effiziente und zuverlässige Datenkommunikation aufrechtzuerhalten, ohne die Kapazität des Netzwerks zu überlasten. Diese intelligenten Techniken machen TCP zu einem robusten und weit verbreiteten Protokoll, das eine nahtlose und überlastungsfreie Datenübertragung über das Internet und andere paketvermittelte Netzwerke gewährleistet.
