UDP的可靠传输--KCP

一. 如何做到可靠传输

在总的理解的可靠传输我们通常首先会想到TCP，但其建立连接的过程以及一些其他方面过于复杂，我们是否能够通过修改UDP的内容，借用TCP的部分思想来做到可靠传输呢。

实现可靠传输主要使用的以下四个机制：

ACK机制：应答机制，我发送数据过去，对方有回应传回，保证数据可以到达对方。

重传机制 重传策略：在应答机制的基础上，在一个周期内进行检查是否受到应答，若没有应答就进行重传。那么这个周期该设为多大呢？这里就要用到RTT（往返时延）了。

序号机制与重排机制：在发送端发送数据包时的顺序是3，2，1；但在接受的时候接收到的顺序可能变为了2，3，1，那么此时就要重新排序这三个数据包。TCP中有这个重排机制，而UDP中没有。

窗口机制，流量控制与带宽有限 > 怎么处理先后顺序的问题？ > 在UDP传输中，数据包通过路由后到达客户端的顺序可能有所区别，如何在客户端重新排列这个顺序是我们关键需要解决的问题。 # 二. UDP与TCP如何进行选择

UDP是面向报文的传输，什么叫面向报文，报文传输是指将发送的数据看作一个整体，但其发送的顺序没法保证。 而TCP是面向字节流的传输，这里既然提到流，就意味着其可以从中截断接受。

举个例子： 报文传输：sendto(hello),sendto(world)。这里再调用recvfrom则返回hello，再调用recvfrom则返回world，报文传接之间一一对应。 字节流传输：send(hello),send(world)。调用recv则返回helloworld，也可以指定一个一个字节接受。

ARQ（Automatic Repeat-Request）协议的三种模式

1. 即停模式（stop and wait）ARQ：发送数据后等待接受到应答后再发送下一个数据；这种模式基本不用。

1. 回退n帧（go-back-n）ARQ：在一个窗口内，若某一位置发生了丢包，那么从这个位置开始的后面所有都需要重新发送，如2号数据包丢失，则其后面的数据包都需进行重传。

1. 选择重传ARQ：若2这个包没有应答，则选择性的重新传2这个包就行了。

什么是流量控制

举个简单的例子，我们从服务器发送数据时，网关通常有其限速，再G0，G1，G2带宽都为100M，这时服务器都以100M速率发送过来，但在G2分配给两个客户端的速率总和最多只有100M，这其中的发送方的速率与接受方的速率不相等，其实就可以降低发送方速率来进行一定的控制。

三. UDP如何可靠，KCP（Keep Connection Protocol）协议在哪些方面有优势

KCP其实就是以10%-20%带宽浪费的代价换取了比TCP快30%-40%的传输速度。

3.1 RTO翻倍与不翻倍：

TCP超时计算是RTO2，若连续丢3次包就变成RTO8了； 而KCP超时只用RTO*1.5，这样也提高了传输速率。

3.2 选择重传与全部重传：

TCP丢包会从丢包处往后全部重传； 而KCP只重传丢失的那些数据包。

3.3 什么是快速重传：

举个例子：在发送端发送了1，2，3，4，5这几个包之后，远端收到ACK1，3，4，5，收到ACK3时，跳过一次，收到ACK4时，知道2被跳过两次，则认为2号包丢失，不用等超时时间，直接重传2号数据包，fastresend = 2。

3.4 延迟应答，非延迟应答与UNA：

TCP为了充分利用带宽，会延迟发送ACK，这样超时计算会算出较大的RTT时间，而KCP则可以自主调节是否延迟发送。UNA则表示 此编号之前的所有包都已收到，这时就可以删除前面的请求。

四. KCP的具体解析与应用

4.1 KCP的使用：

4.2 KCP流程图解释说明：

4.3 KCP配置模式：

1. 工作模式： 这个接口 int ikcp_nodelay(ikcpcb *kcp, int nodelay, int interval, int resend, int nc)
2. 最大窗口： int ikcp_wndsize(ikcpcb *kcp, int sndwnd, int rcvwnd); 设置最大发送窗口和最大接受窗口的大小，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是1400字节。
4. 最小RTO： kcp->rx_minrto = 10；

4.4 KCP协议头：

4.5 KCP发送数据过程

4.6 KCP接受数据过程