UDP可靠传输的实现（KCP）

1. 如何做可靠性传输？

ack机制、重传机制、序号机制、重排机制（网络包乱序）、窗口机制

2. 如何选择TCP和UDP？

当实时性要求高，选择UDP：直播、音视频通话、游戏......

使用短连接时：

1. 物联网传感器上报数据，采集完就休眠，采用UDP可以省电
2. 大规模服务器心跳包设计，集中服务器监测，用来监控十万台服务器

3. UDP如何可靠？KCP协议的优势是什么？

可靠性UDP为了解决延迟问题     流量 = 带宽，流速 = 延迟    可靠+兼容速率——加序号

• RTO不翻倍：TCP的超时重传间隔RTO是以2倍增加，但KCP以1.5倍增加（可以控制RTO，降低延迟）
• 选择性重传：TCP从丢的那个包开始后面的所有包全部重传，KCP只重传真正丢的包
• 快速重传：KCP使用快速重传机制，可以不考虑RTO，直接重传，改善了丢包时的传输速度
• 非延迟ACK：TCP为了充分利用带宽，延迟发送ACK，计算出较大的RTT，延长丢包的判断过程；KCP的ACK是否延迟可以调节
• ACK+UNA：ARQ模型响应有两种，UNA（全部重传）ACK（丢失成本高），以往协议二选一，KCP中除了单独ACK包外全部采用UNA
• 非退让流控：TCP的慢启动让每个客户端一开始尽量少占一些带宽，KCP采用非退让流控，可以有效利用带宽

KCP以10%-20%的带宽浪费，换取了比TCP快30%-40%的传输速度

4. KCP（https://github.com/skywind3000/kcp）

在学习KCP之前，首先需要有TCP基础，在了解TCP的基础上学习KCP才会比较容易理解

消息流程：发送队列->发送缓存->sendto->recvfrom->接收缓存->接收队列

1. 创建ikcpcb【ikcp_create】
2. 状态机在loop中固定时长运作一次【ikcp_update】
3. 对于recvfrom收到的数据，先放进kcp引擎【ikcp_input】进行处理，再通过【ikcp_recv】读出真正的用户数据（如果ikcp_recv返回0，说明收到了完整数据）
4. 对于需要sento的数据，设置【kcp->output】回调函数，规定发送规则（udp/tcp/...），然后把要发送的数据通过【ickp_send】，然后调用【ikcp_update】触发引擎调用output让下层udp发送数据（kcp会分片：一般576byte是支持的（包括ip、udp头部字节），如腾讯游戏的MTU设为500。发送数据前，检测数据被划分成多少个分片，如果超过接收窗口大小则中止发送）

配置模式

1. 工作模式： int ikcp_nodelay(ikcpcb *kcp, int nodelay, int interval, int resend, int nc)

• nodelay ：是否启用 nodelay模式， 0不启用； 1启用。
• interval ：协议内部工作的 interval，单位毫秒，比如 10ms或者 20ms
• resend ：快速重传模式，默认0关闭，可以设置2（2次ACK跨越将会直接重传）
• nc ：是否关闭流控，默认是0代表不关闭， 1代表关闭。

   普通模式： ikcp_nodelay(kcp, 0, 40, 0, 0);
   极速模式： ikcp_nodelay(kcp, 1, 10, 2, 1)
2. 最大窗口： int ikcp_wndsize(ikcpcb *kcp, int sndwnd, int rcvwnd);
该调用将会设置协议的最大发送窗口和最大接收窗口大小，默认为32，单位为包。
3. 最大传输单元： int ikcp_setmtu(ikcpcb *kcp, int mtu);
kcp协议并不负责探测 MTU，默认 mtu（sendto的最大值）是1400字节（24+1376=1400）
4. 最小RTO：不管是 TCP还是 KCP计算 RTO时都有最小 RTO的限制，即便计算出来RTO为
40ms，由于默认的 RTO是100ms，协议只有在100ms后才能检测到丢包，快速模式下为
30ms，可以手动更改该值： kcp->rx_minrto = 10;

kcp协议头

conv:连接号。 UDP是无连接的， conv用于表示来自于哪个客户端。对连接的一种替代
cmd:命令字。如， IKCP_CMD_ACK确认命令，
                      IKCP_CMD_WASK接收窗口大小询问命令，
                      IKCP_CMD_WINS接收窗口大小告知命令，
frg:分片，用户数据可能会被分成多个KCP包，发送出去
wnd:接收窗口大小，发送方的发送窗口不能超过接收方给出的数值
ts:时间戳，在ack包的时候会同时发送ts
sn:序列号
una:下一个可接收的序列号。其实就是确认号，收到sn=10的包， una为11
len：数据长度
data:用户数据

数据发送

缓存逻辑：snd_queue——snd_buf——udp——rcv_buf——rcv_queue

检测对方窗口rmt_wnd是否为0，如果是0要发送探测包，发送数据会根据对方的接收窗口能力去发送，send_buf size不能超过对方窗口大小

snd_buf是用于应答的缓存，只有被应答的包才能从snd_buf中删除，比如：

una = 11 则会把9和10从snd_buf中删除

una = 12 且 ack 9 10 11 13 则会把9 10 11 13均删去

数据接收

rcv_buf：用于对数据包排序，把收到的数据按照sn顺序插入链表

rcv_queue：用于存放已经排好序的连续数据分片,严格递增的数据包会放入rcv_queue

不断调用ikcp_send，数据累积在snd_queue

如果对方没有接收，数据累积在rcv_rcv_buf中

窗口：snd_queue和rcv_queue的大小（如果一直发送很长的数据，最终会攒到snd_buf中）

ikcp_input：recvfrom后，调用它来进行数据处理

ikcp_update->ikcp_flush

ACK确认包、探测远端窗口、发送send_buf数据分片、更新拥塞窗口

标签：UDP,重传,int,ikcp,传输,KCP,buf,kcp
来源： https://blog.csdn.net/Xinyue_Lu/article/details/109229470