Control de Congestión en TCP

Podcast de Redes de Eduardo Collado

El otro día @eva_cb , una profesora de la URJC, hizó un tweet en el que incluía una serie de comandos que se utilizan en un entorno Linux para configurar y modificar el comportamiento del protocolo de control de transmisión (TCP). https://twitter.com/eva_cb/status/1730633818120261811 La verdad es que el tweet me gustó mucho y me hizo pensar que no había hablado de control de congestión en el podcast todavía, así que le he robado vilmente la idea y hoy voy a hablar en el podcast un poco de control de control de congestión en TCP. La verdad es que me tocó repasar porque, voy a ser sincero, no lo tenía nada fresco esto, hace mucho tiempo, hace unos 11 ó 12 porque en Tecnocrática tenemos los servidores web con un pequeño tuning para mejorar el rendimiento, pero eso es cosa para otro día. Fundamentos del Control de Congestión de TCP Definición y Objetivos del Control de Congestión El control de congestión en TCP (Protocolo de Control de Transmisión) es un mecanismo diseñado para regular la cantidad de datos que pueden ser enviados a la red sin confirmación. Su principal objetivo es evitar la sobrecarga de la red, que puede ocurrir cuando demasiados paquetes son enviados en un período corto, superando la capacidad de la red para manejarlos eficientemente. Esta regulación es crucial para mantener un rendimiento óptimo y la estabilidad de la red. La congestión se produce cuando los nodos de la red (como routers y switches) están sobrecargados de datos, lo que lleva a un aumento en el tiempo de retardo y la probabilidad de pérdida de paquetes. El control de congestión busca equilibrar la carga en la red, ajustando dinámicamente la tasa de transmisión de los datos en función de las condiciones actuales de la red. Esto se logra mediante una serie de algoritmos y mecanismos que detectan, previenen y reaccionan ante los signos de congestión. Problemas Causados por la Congestión de Red La congestión en una red de datos puede llevar a varios problemas serios, entre ellos: Pérdida de Paquetes: Cuando los buffers en los routers se llenan debido a la congestión, los paquetes en exceso son descartados, lo que requiere su retransmisión y, por ende, reduce la eficiencia general de la red. Latencia Alta: Un mayor volumen de tráfico en la red puede aumentar significativamente los tiempos de retardo, afectando negativamente la experiencia del usuario, especialmente en aplicaciones en tiempo real como las llamadas VoIP y juegos en línea. Fluctuaciones de Throughput: La variabilidad en el throughput (rendimiento) de la red puede ser un signo de congestión intermitente, lo que dificulta la planificación de la capacidad y la calidad del servicio. Injusticia en la Asignación de Recursos: Sin un control de congestión efectivo, ciertos flujos de datos pueden monopolizar los recursos de la red, mientras que otros pueden quedar con un ancho de banda insuficiente. Diferencia entre Control de Congestión y Control de Flujo Aunque a menudo se confunden, el control de congestión y el control de flujo en TCP son mecanismos distintos diseñados para resolver diferentes problemas: Control de Flujo: Se enfoca en la relación entre el emisor y el receptor. Su objetivo es evitar que el emisor sobrecargue al receptor con demasiados datos. Utiliza el mecanismo de ventana deslizante de TCP, donde el receptor anuncia dinámicamente el tamaño de la ventana de recepción (la cantidad de datos que está dispuesto a recibir antes de enviar un acuse de recibo) al emisor, regulando así la velocidad a la que el emisor puede enviar datos. Control de Congestión: Por otro lado, el control de congestión se ocupa de la relación entre el emisor y la red. Busca prevenir o mitigar la sobrecarga de datos en la red para mantener un alto rendimiento y evitar la pérdida de paquetes. A diferencia del control de flujo, que es una cuestión de capacidad del receptor, el control de congestión se relaciona con la capacidad de toda la red. En resumen,