Network Congestion

  Network Congestion（网络拥塞）是指在分组交换网络中，当传送的分组数量过多时，由于存储转发节点的资源有限，导致网络传输性能下降的一种现象。这种现象是由于用户对网络资源的需求超过了固有的处理能力和容量，从而形成的持续过载的网络状态。

▇ 主要特点

  1. 性能下降：当网络发生拥塞时，通常会出现数据丢失、时延增加、吞吐量下降等问题。严重时，甚至可能引发“拥塞崩溃”（congestion collapse），即网络性能急剧下降，无法满足正常通信需求。

  2. 资源限制：网络拥塞的主要原因是存储转发节点的资源有限，包括存储空间、带宽容量和处理器性能等。当这些资源无法满足网络中的高负载需求时，就会发生拥塞。

▇ 形成原因

  1. 存储空间限制：每个输出端口都有一定的存储空间，用于缓存等待转发的数据包。当端口转发数据的速率低于数据包的到达速率时，存储空间会被占满，导致后到达的数据包被丢弃。

  2. 带宽容量的限制：当源端带宽远大于链路带宽时，会形成带宽瓶颈，导致数据包在网络节点排队等待，从而引发拥塞。

  3. 处理器性能限制：路由器中的CPU主要执行缓存区排队、更新路由表、进行路由选择等功能。如果其工作效率不能满足高速链路的需求，就会造成网络拥塞。

▇ 解决方法

  网络拥塞的解决方法主要是通过拥塞控制（congestion control）来实现。拥塞控制需要确保网络能够承载用户提交的通信量，是一个全局性问题，涉及主机、路由器等多个因素。拥塞控制的目标是避免网络进入拥塞状态，或者在网络进入拥塞状态后，通过一系列措施来恢复网络的正常运行。