TCP Congestion Control in Computer Networks in Hindi: परिभाषा, कार्य और एल्गोरिदम

TCP Congestion Control क्या है?

**TCP (Transmission Control Protocol)** एक **कनेक्शन-ओरिएंटेड और विश्वसनीय नेटवर्क प्रोटोकॉल** है, जो यह सुनिश्चित करता है कि **डेटा बिना किसी नुकसान के और सही क्रम में गंतव्य तक पहुँचे**।

**TCP Congestion Control** एक ऐसी तकनीक है, जिसका उपयोग **नेटवर्क में ट्रैफिक की अधिकता (Congestion) को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है**, ताकि **डेटा ट्रांसमिशन प्रभावी और सुचारू रूप से हो सके**।

TCP Congestion Control की आवश्यकता क्यों होती है?

नेटवर्क में बहुत अधिक ट्रैफिक होने पर निम्नलिखित समस्याएँ हो सकती हैं:

**Packet Loss** – जब नेटवर्क में बहुत अधिक डेटा ट्रांसफर होता है, तो पैकेट ड्रॉप हो सकते हैं।
**High Latency** – नेटवर्क ट्रैफिक के कारण डेटा डिलीवरी में देरी हो सकती है।
**Retransmission Overhead** – गुम हुए पैकेट्स को पुनः भेजने के कारण नेटवर्क पर अतिरिक्त लोड बढ़ सकता है।
**Throughput Degradation** – नेटवर्क की गति और प्रदर्शन धीमा हो सकता है।

इन समस्याओं को हल करने के लिए, TCP **Congestion Control Mechanisms** का उपयोग करता है।

TCP Congestion Control कैसे काम करता है?

TCP Congestion Control में चार प्रमुख चरण होते हैं:

**Slow Start** – प्रारंभ में धीरे-धीरे डेटा ट्रांसमिशन बढ़ाना।
**Congestion Avoidance** – नेटवर्क भीड़ को रोकने के लिए डेटा ट्रांसमिशन नियंत्रित करना।
**Fast Retransmit** – गुम हुए पैकेट्स को जल्दी पुनः भेजना।
**Fast Recovery** – नेटवर्क की स्थिरता को बनाए रखना।

TCP Congestion Control के एल्गोरिदम

TCP Congestion Control में निम्नलिखित एल्गोरिदम का उपयोग किया जाता है:

1. Slow Start Algorithm (धीमी शुरुआत एल्गोरिदम)

शुरुआत में, TCP **छोटी विंडो साइज (Congestion Window - CWND) के साथ डेटा भेजना शुरू करता है**।
हर सफल ACK प्राप्त करने पर, विंडो साइज **दोगुनी (Exponential Growth) हो जाती है**।
जब Congestion Threshold (ssthresh) तक पहुँच जाता है, तब यह **Congestion Avoidance** फेज़ में चला जाता है।

Slow Start Example:

CWND = 1 → 2 → 4 → 8 → 16 → 32 → ... → ssthresh

2. Congestion Avoidance Algorithm (भीड़ से बचाव एल्गोरिदम)

जब **CWND, ssthresh तक पहुँच जाता है**, तब TCP **धीरे-धीरे (Linear Growth) डेटा ट्रांसमिशन को बढ़ाता है**।
हर RTT (Round Trip Time) के बाद, विंडो साइज **1 MSS (Maximum Segment Size) से बढ़ती है**।
अगर कोई पैकेट लॉस होता है, तो TCP **Congestion Control Strategy लागू करता है**।

Congestion Avoidance Example:

CWND = 16 → 17 → 18 → 19 → 20 → ... → Max CWND

3. Fast Retransmit Algorithm (तेज़ पुनः ट्रांसमिशन एल्गोरिदम)

अगर सेंडर को **तीन बार डुप्लिकेट ACK (Duplicate Acknowledgment) मिलता है**, तो वह **Packet Loss का अनुमान लगाता है**।
इसके बाद, **संदिग्ध खोए हुए पैकेट को तुरंत पुनः भेजता है**।
Slow Start को बायपास किया जाता है और **Congestion Avoidance Phase में प्रवेश किया जाता है**।

Fast Retransmit Example:

Sender                          Receiver
  | --- Packet 1 --->           |
  | --- Packet 2 --->           |
  | --- Packet 3 ---> (Lost)    |
  | --- Packet 4 --->           |
  | <--- ACK 1 ------           |
  | <--- ACK 2 ------           |
  | <--- ACK 2 (Duplicate) ---- |
  | <--- ACK 2 (Duplicate) ---- |
  | <--- ACK 2 (Duplicate) ---- |
  | --- Packet 3 (Retransmit) ->|

4. Fast Recovery Algorithm (तेज़ रिकवरी एल्गोरिदम)

Fast Retransmit के बाद, TCP **Congestion Window (CWND) को आधा कर देता है**।
Congestion Avoidance Mode में प्रवेश करता है।
Slow Start Phase को स्किप कर देता है और नेटवर्क की स्थिरता बनाए रखता है।

TCP Congestion Control के लाभ

**नेटवर्क भीड़ को कम करता है** – नेटवर्क पर ट्रैफिक को नियंत्रित करता है।
**Packet Loss को रोकता है** – डेटा को कुशलता से ट्रांसमिट करता है।
**डेटा ट्रांसमिशन को तेज़ और प्रभावी बनाता है**।
**नेटवर्क स्थिरता बनाए रखता है**।

TCP Congestion Control की सीमाएँ

**Slow Start Algorithm प्रारंभिक डेटा ट्रांसमिशन को धीमा कर देता है**।
**अगर बहुत अधिक Congestion होता है, तो TCP को पुनः Slow Start पर लौटना पड़ सकता है**।
**यह केवल उन नेटवर्क्स में प्रभावी है, जो TCP पर आधारित हैं, लेकिन अन्य प्रोटोकॉल (UDP, RTP) के लिए प्रभावी नहीं है**।

TCP Flow Control बनाम TCP Congestion Control

विशेषता	TCP Flow Control	TCP Congestion Control
लक्ष्य	रिसीवर की क्षमता के अनुसार डेटा ट्रांसमिशन को नियंत्रित करना	नेटवर्क में भीड़ को नियंत्रित करना
फोकस	Sender और Receiver	नेटवर्क ट्रैफिक
उपयोग की गई तकनीकें	Sliding Window, Stop-and-Wait	Slow Start, Congestion Avoidance, Fast Recovery
डेटा ट्रांसफर	रिसीवर की बफर क्षमता के अनुसार	नेटवर्क की उपलब्ध बैंडविड्थ के अनुसार

निष्कर्ष

**TCP Congestion Control** नेटवर्क में ट्रैफिक को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक है, ताकि **Packet Loss, High Latency और Throughput Degradation को रोका जा सके**।

इसके लिए **Slow Start, Congestion Avoidance, Fast Retransmit और Fast Recovery एल्गोरिदम** का उपयोग किया जाता है।

यह तकनीक **नेटवर्क प्रदर्शन को कुशल बनाती है और इंटरनेट संचार को तेज़ और विश्वसनीय बनाती है**।