Congestiecontrole

Congestiecontrole verwijst naar de verzameling technieken en algoritmen die worden toegepast in netwerken en transportprotocollen om te voorkomen dat verkeer de capaciteit van een netwerk overbelast raakt. Het doel is om congestie vroegtijdig te signaleren en de verzendsnelheid zodanig aan te passen dat doorstroom efficiënt blijft, vertragingen beperkt worden en bronnen eerlijk worden verdeeld.

In het transportlaagmodel werkt congestiecontrole door feedback uit het netwerk te gebruiken. Verkeer wordt geregeld via een parameter zoals een congestie-venster. Wanneer er tekenen van congestie zijn, bijvoorbeeld pakketverlies of expliciete congestiesignalen (ECN), verlaagt de zender de verzendsnelheid; bij afwezigheid van congestie wordt de snelheid langzaam verhoogd. Dit proces wordt vaak beschreven als additive increase en multiplicative decrease (AIMD) van de verzendhoeveelheid.

Belangrijke algoritmen komen uit de TCP-familie. TCP Tahoe en Reno introduceerden vroege vormen van congestiecontrole die werken met verlies als signaal. Nieuw Reno verfijnt dit gedrag. Moderne varianten zoals TCP Cubic richten de venstergroei op een kubische functie voor betere prestaties bij hoge bandbreedte-latentieproducten. TCP BBR probeert daarentegen de bottleneck-bandbreedte en RTT te schatten en de zendsnelheid af te stemmen op die schattingen, vaak los van pakketverlies.

Veiligheids- en prestatieverbeteringen worden ondersteund door active queue management (AQM) en expliciete congestie-signalen. Voorbeelden zijn RED, CoDel en PIE, die wachtrijen in netwerken beheren om bufferbloat te beperken. ECN laat routers congestie signaleren zonder verlies, zodat zenders sneller kunnen reageren.

Toepassingsgebieden omvatten het internetverkeer, bedrijfsnetwerken en datacenters. Uitdagingen zijn onder meer eerlijke verdeling tussen meerdere stromen, prestatie bij draadloze verbindingen en het voorkomen van onnodige vertragingen door overmatige buffering.