From 1b070f3b63a21a260baf77bd1d93ea654ee0f9e8 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: skywind3000 Date: Fri, 29 May 2015 11:07:14 +0800 Subject: [PATCH] reformate wiki and documents --- README.md | 90 +++++++++++-------------------------------------------- 1 file changed, 18 insertions(+), 72 deletions(-) diff --git a/README.md b/README.md index 9a4ce84..78999f0 100644 --- a/README.md +++ b/README.md @@ -3,57 +3,38 @@ KCP - A Fast and Reliable ARQ Protocol # 简介 -KCP是一个快速可靠协议，能以比 TCP浪费10%-20%的带宽的代价，换取平均延迟降低 -30%-40%，且最大延迟降低三倍的传输效果。纯算法实现，并不负责底层协议（如UDP） -的收发，需要使用者自己定义下层数据包的发送方式，以 callback的方式提供给 KCP。 -连时钟都需要外部传递进来，内部不会有任何一次系统调用。 +KCP是一个快速可靠协议，能以比 TCP浪费10%-20%的带宽的代价，换取平均延迟降低 30%-40%，且最大延迟降低三倍的传输效果。纯算法实现，并不负责底层协议（如UDP）的收发，需要使用者自己定义下层数据包的发送方式，以 callback的方式提供给 KCP。 连时钟都需要外部传递进来，内部不会有任何一次系统调用。 -整个协议只有 ikcp.h, ikcp.c两个源文件，可以方便的集成到用户自己的协议栈中。 -也许你实现了一个P2P，或者某个基于 UDP的协议，而缺乏一套完善的ARQ可靠协议实现， -那么简单的拷贝这两个文件到现有项目中，稍微编写两行代码，即可使用。 +整个协议只有 ikcp.h, ikcp.c两个源文件，可以方便的集成到用户自己的协议栈中。也许你实现了一个P2P，或者某个基于 UDP的协议，而缺乏一套完善的ARQ可靠协议实现，那么简单的拷贝这两个文件到现有项目中，稍微编写两行代码，即可使用。 # 技术特性 -TCP是为流量设计的（每秒内可以传输多少KB的数据），讲究的是充分利用带宽。而KCP -是为流速设计的（单个数据包从一端发送到一端需要多少时间），以10%-20%带宽浪费 -的代价换取了比 TCP快30%-40%的传输速度。TCP信道是一条流速很慢，但每秒流量很大 -的大运河，而KCP是水流湍急的小激流。KCP有正常模式和快速模式两种，通过以下策略 -达到提高流速的结果： +TCP是为流量设计的（每秒内可以传输多少KB的数据），讲究的是充分利用带宽。而 KCP是为流速设计的（单个数据包从一端发送到一端需要多少时间），以10%-20%带宽浪费的代价换取了比 TCP快30%-40%的传输速度。TCP信道是一条流速很慢，但每秒流量很大的大运河，而KCP是水流湍急的小激流。KCP有正常模式和快速模式两种，通过以下策略达到提高流速的结果： #### RTO翻倍vs不翻倍： - TCP超时计算是RTOx2，这样连续丢三次包就变成RTOx8了，十分恐怖，而KCP启动快速 - 模式后不x2，只是x1.5（实验证明1.5这个值相对比较好），提高了传输速度。 + TCP超时计算是RTOx2，这样连续丢三次包就变成RTOx8了，十分恐怖，而KCP启动快速模式后不x2，只是x1.5（实验证明1.5这个值相对比较好），提高了传输速度。 #### 选择性重传 vs 全部重传： - TCP丢包时会全部重传从丢的那个包开始以后的数据，KCP是选择性重传，只重传真正 - 丢失的数据包。 + TCP丢包时会全部重传从丢的那个包开始以后的数据，KCP是选择性重传，只重传真正丢失的数据包。 #### 快速重传： - 发送端发送了1,2,3,4,5几个包，然后收到远端的ACK: 1, 3, 4, 5，当收到ACK3时， - KCP知道2被跳过1次，收到ACK4时，知道2被跳过了2次，此时可以认为2号丢失，不用 - 等超时，直接重传2号包，大大改善了丢包时的传输速度。 + 发送端发送了1,2,3,4,5几个包，然后收到远端的ACK: 1, 3, 4, 5，当收到ACK3时，KCP知道2被跳过1次，收到ACK4时，知道2被跳过了2次，此时可以认为2号丢失，不用等超时，直接重传2号包，大大改善了丢包时的传输速度。 #### 延迟ACK vs 非延迟ACK： - TCP为了充分利用带宽，延迟发送ACK（NODELAY都没用），这样超时计算会算出较大 - RTT时间，延长了丢包时的判断过程。KCP的ACK是否延迟发送可以调节。 + TCP为了充分利用带宽，延迟发送ACK（NODELAY都没用），这样超时计算会算出较大 RTT时间，延长了丢包时的判断过程。KCP的ACK是否延迟发送可以调节。 #### UNA vs ACK+UNA： - ARQ模型响应有两种，UNA（此编号前所有包已收到，如TCP）和ACK（该编号包已收到 - ），光用UNA将导致全部重传，光用ACK则丢失成本太高，以往协议都是二选其一，而 - KCP协议中，除去单独的 ACK包外，所有包都有UNA信息。 + ARQ模型响应有两种，UNA（此编号前所有包已收到，如TCP）和ACK（该编号包已收到），光用UNA将导致全部重传，光用ACK则丢失成本太高，以往协议都是二选其一，而 KCP协议中，除去单独的 ACK包外，所有包都有UNA信息。 #### 非退让流控： - KCP正常模式同TCP一样使用公平退让法则，即发送窗口大小由：发送缓存大小、接收 - 端剩余接收缓存大小、丢包退让及慢启动这四要素决定。但传送及时性要求很高的小 - 数据时，可选择通过配置跳过后两步，仅用前两项来控制发送频率。以牺牲部分公平 - 性及带宽利用率之代价，换取了开着BT都能流畅传输的效果。 + KCP正常模式同TCP一样使用公平退让法则，即发送窗口大小由：发送缓存大小、接收端剩余接收缓存大小、丢包退让及慢启动这四要素决定。但传送及时性要求很高的小数据时，可选择通过配置跳过后两步，仅用前两项来控制发送频率。以牺牲部分公平性及带宽利用率之代价，换取了开着BT都能流畅传输的效果。 # 基本使用 @@ -118,65 +99,30 @@ TCP是为流量设计的（每秒内可以传输多少KB的数据），讲究的 ```cpp 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. + 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. 这个可以理解为 TCP的 SND_BUF 和 RCV_BUF，只不过单位不一样 SND/RCV_BUF 单位是字节，这个单位是包。 3. 最大传输单元： - 纯算法协议并不负责探测 MTU，默认 mtu是1400字节，可以使用ikcp_setmtu来设置 - 该值。该值将会影响数据包归并及分片时候的最大传输单元。 + 纯算法协议并不负责探测 MTU，默认 mtu是1400字节，可以使用ikcp_setmtu来设置该值。该值将会影响数据包归并及分片时候的最大传输单元。 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： + 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： ```cpp kcp->rx_minrto = 10; ``` -# 最佳实践 -#### 内存分配器 +# 更多内容 - 默认KCP协议使用 malloc/free进行内存分配释放，如果应用层接管了内存分配，可以 - 用ikcp_allocator来设置新的内存分配器，注意要在一开始设置： +协议的使用和配置都是很简单的，大部分情况看完上面的内容基本可以使用了。如果你需要进一步进行精细的控制，比如改变 KCP的内存分配器，或者你需要更有效的大规模调度 KCP链接（比如 3500个以上），或者想把它和 TCP结合，那么可以继续延伸阅读： - > ikcp_allocator(my_new_malloc, my_new_free); +[KCP 最佳实践](wiki/KCP-Best-Practice) -#### 前向纠错注意 +# 相关应用 +[dog-tunnel](https://github.com/vzex/dog-tunnel): GO语言开发的网络隧道，使用了 KCP协议，并将 KCP移植到了一个 GO版本的实现 +[lua-kcp](https://github.com/linxiaolong/lua-kcp)：KCP的 Lua扩展，用于 Lua服务器 -为了进一步提高传输速度，下层协议也许会使用前向纠错技术。需要注意，前向纠错会根 -据冗余信息解出原始数据包。相同的原始数据包不要两次input到KCP，否则将会导致kcp -以为对方重发了，这样会产生更多的ack占用额外带宽。 - -比如下层协议使用最简单的冗余包：单个数据包除了自己外，还会重复存储一次上一个数 -据包，以及上上一个数据包的内容： - -```cpp -Fn = (Pn, Pn-1, Pn-2) - -P0 = (0, X, X) -P1 = (1, 0, X) -P2 = (2, 1, 0) -P3 = (3, 2, 1) -``` - -这样几个包发送出去，接收方对于单个原始包都可能被解出3次来（后面两个包任然会重 -复该包内容），那么这里需要记录一下，一个下层数据包只会input给kcp一次，避免过 -多重复ack带来的浪费。 - -#### 管理大规模连接 - -如果需要同时管理大规模的 KCP连接（比如大于3000个），比如你正在实现一套类 epoll -的机制，那么为了避免每秒钟对每个连接调用大量的调用 ikcp_update，我们可以使用 -ikcp_check来大大减少 ikcp_update调用的次数。 ikcp_check返回值会告诉你需要 -在什么时间点再次调用 ikcp_update（如果中途没有 ikcp_send, ikcp_input的话， -否则中途调用了 ikcp_send, ikcp_input的话，需要在下一次interval时调用 update） - -标准顺序是每次调用了 ikcp_update后，使用 ikcp_check决定下次什么时间点再次调用 -ikcp_update，而如果中途发生了 ikcp_send, ikcp_input的话，在下一轮 interval -立马调用 ikcp_update和 ikcp_check。 使用该方法，原来在处理2000个 kcp连接且每 -个连接每10ms调用一次update，改为 check机制后，cpu从 60%降低到 15%。 # 欢迎捐赠