http://blog.csdn.net/u014630768/article/details/34895367
UDT庫(kù) https://sourceforge.net/projects/udt/?source=directory
C#包裝：https://github.com/dump247/udt-net
UDT協(xié)議是什么？是一種基于UDP的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議（UDP-based Data Transfer Protocol，簡(jiǎn)稱(chēng)UDT）。
UDT協(xié)議的主要作用是什么？UDT的主要目的是支持高速?gòu)V域網(wǎng)上的海量數(shù)據(jù)傳輸，而互聯(lián)網(wǎng)上的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議TCP在高帶寬長(zhǎng)距離網(wǎng)絡(luò)上性能很差。
那么UDT與UDP的區(qū)別又是什么？UDT建于UDP之上，并引入新的擁塞控制和數(shù)據(jù)可靠性控制機(jī)制。UDT是面向連接的雙向的應(yīng)用層協(xié)議。它同時(shí)支持可靠的數(shù)據(jù)流傳輸和部分可靠的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸。
UDT的使用場(chǎng)景是什么？由于UDT完全在UDP上實(shí)現(xiàn)，它也可以應(yīng)用在除了高速數(shù)據(jù)傳輸之外的其它應(yīng)用領(lǐng)域，例如點(diǎn)到點(diǎn)技術(shù)（P2P），防火墻穿透，多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊取?/span>
（以上問(wèn)題的答案均摘自wikipedia）當(dāng)然我今天也不是來(lái)當(dāng)知識(shí)搬運(yùn)工的，而是結(jié)合以上UDT協(xié)議的基本定義來(lái)深入到UDT協(xié)議內(nèi)部去解析它。
UDT協(xié)議的主要特性有哪些？
基于UDP的應(yīng)用層協(xié)議： 有基本網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的朋友都知道TCP和UDP的區(qū)別和使用場(chǎng)景，但是有沒(méi)有一種協(xié)議能同時(shí)兼顧TCP協(xié)議的安全可靠和UDP協(xié)議的高效，那么UDT就是一種。
面向連接的協(xié)議：面向連接意味著兩個(gè)使用協(xié)議的應(yīng)用在彼此交換數(shù)據(jù)之前必須先建立一個(gè)連接，當(dāng)然UDT是邏輯上存在的連接通道。這種連接的維護(hù)是基于握手、Keep-alive（保活）以及關(guān)閉連接。
可靠的協(xié)議：依靠包序號(hào)機(jī)制、接收者的ACK響應(yīng)和丟包報(bào)告、ACK序號(hào)機(jī)制、重傳機(jī)制(基于丟包報(bào)告和超時(shí)處理)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/span>
雙工的協(xié)議：每個(gè)UDT實(shí)例包含發(fā)送端和接收端的信息。
單播的數(shù)據(jù)流。
新的擁塞算法，并且具有可擴(kuò)展的擁塞控制框架：新的擁塞控制算法不同于基于窗口的TCP擁塞控制算法(慢啟動(dòng)和擁塞避免)，是混合的基于窗口的、基于速率的擁塞控制算法。可擴(kuò)展的擁塞控制框架開(kāi)源的代碼和擁塞控制的C++類(lèi)架構(gòu)，可支持開(kāi)發(fā)者派生專(zhuān)用的擁塞控制算法。
帶寬估計(jì)：UDT使用對(duì)包(PP -- Packet pair)的機(jī)制來(lái)估計(jì)帶寬值。即每16個(gè)包為一組,最后一個(gè)是對(duì)包,即發(fā)送方不用等到下一個(gè)發(fā)送周期內(nèi)再發(fā)送。接收方接收到對(duì)包后對(duì)其到達(dá)時(shí)間進(jìn)行記錄,可結(jié)合上次記錄的值計(jì)算出鏈路的帶寬(計(jì)算的方法稱(chēng)為中值過(guò)濾法), 并在下次ACK中進(jìn)行反饋。
★★★ENET庫(kù)（photon的可靠udp） https://github.com/lsalzman/enet
c#包裝1：https://github.com/RainsSoft/enetcs
c#包裝2：https://github.com/RainsSoft/ENetSharp
大家都知道UDP這個(gè)東西太不可靠了，存在著亂序，丟包，包重復(fù)等缺點(diǎn)，但它的速度快，包有界等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際編程中要自己處理亂序啊之類(lèi)的問(wèn)題會(huì)發(fā)瘋 的。也許大家說(shuō)用TCP就得了，第一點(diǎn)TCP的速度比較慢，第二個(gè)TCP是一個(gè)數(shù)據(jù)流一樣的東西，我們要傳數(shù)據(jù)的話(huà)還得處理數(shù)據(jù)的分界問(wèn)題，也挺麻煩的。
針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，ENET這個(gè)庫(kù)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)性能介于TCP與UDP之間，完成可靠（不丟包，按序），保持?jǐn)?shù)據(jù)的分界的優(yōu)點(diǎn)。編程起來(lái)也挺方便的。
下載地址：http://enet.bespin.org/SourceDistro.html
RakNet庫(kù) https://github.com/OculusVR/RakNet
c#包裝：https://github.com/RainsSoft/RakNet-C-Sharp-binding-project
RakNet是一個(gè)基于UDP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的C++網(wǎng)絡(luò)庫(kù)，允許程序員在他們自己的程序中實(shí)現(xiàn)高效的網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)。通常情況下用于游戲，但也可以用于其它項(xiàng)目。
RakNet有以下特點(diǎn)：
l 高性能 在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，RakNet可以實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)程序之間每秒傳輸25，000條信息；
l 容易使用 RakNet有在線用戶(hù)手冊(cè)，視頻教程。每一個(gè)函數(shù)和類(lèi)都有詳細(xì)的講解，每一個(gè)功能都有自己的例程；
l 跨平臺(tái)，當(dāng)前RakNet支持Windows, Linux, Macs，可以建立在Visual Studio, GCC, Code,Blocks, DevCPP 和其它平臺(tái)上。
l 在線技術(shù)支持 RakNet有一個(gè)活躍的論壇，郵件列表，你只要給他們發(fā)信，他們可以在幾小時(shí)之內(nèi)回復(fù)你。
l 安全的傳輸 RakNet在你的代碼中自動(dòng)使用SHA1, AES128, SYN，用RSA避免傳輸受到攻擊
l 音頻傳輸 用Speex編碼解碼，8位的音頻只需要每秒500字節(jié)傳輸。
l 遠(yuǎn)程終端 用RakNet，你能遠(yuǎn)程管理你的程序，包括程序的設(shè)置，密碼的管理和日志的管理。
l 目錄服務(wù)器 目錄服務(wù)器允許服務(wù)器列舉他們自己需要的客戶(hù)端，并與他們連接。
l Autopatcher Autopatcher系統(tǒng)將限制客戶(hù)端傳輸?shù)椒?wù)端的文件，這樣是為了避免一些不合法的用戶(hù)將一些不合法的文件傳輸?shù)椒?wù)端。
l 對(duì)象重載系統(tǒng)
l 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)壓縮 BitStream類(lèi)允許壓縮矢量，矩陣，四元數(shù)和在-1到1之間的實(shí)數(shù)。
l 遠(yuǎn)程功能調(diào)用
l 強(qiáng)健的通信層 可以保障信息按照不同的信道傳輸
UDT基于一種基于帶寬速率控制的擁塞控制算法進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要用在小數(shù)量的bulk源共享富裕帶寬的情況下，最典型的例子就是建立在光纖廣域網(wǎng)上的網(wǎng)格計(jì)算，而在ISP提供帶寬有限的情況下運(yùn)行卻顯得消耗資源并性能不足。甚至可能被防火墻，或ISP服務(wù)商判斷為惡意帶寬使用攻擊。
RakNet是為游戲應(yīng)用而設(shè)計(jì)，對(duì)于實(shí)時(shí)性等游戲相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)需求有很好的支持，對(duì)于大批量數(shù)據(jù)傳輸卻有點(diǎn)力所不及。raknet的缺點(diǎn)是不支持組播
★★★★★ KCP - A Fast and Reliable ARQ Protocol源碼： https://github.com/skywind3000/kcp
c#包裝：https://github.com/RainsSoft/kcp-csharp
KCP是一個(gè)快速可靠協(xié)議，能以比 TCP浪費(fèi)10%-20%的帶寬的代價(jià)，換取平均延遲降低 30%-40%，且最大延遲降低三倍的傳輸效果。純算法實(shí)現(xiàn)，并不負(fù)責(zé)底層協(xié)議（如UDP）的收發(fā)，需要使用者自己定義下層數(shù)據(jù)包的發(fā)送方式，以 callback的方式提供給 KCP。 連時(shí)鐘都需要外部傳遞進(jìn)來(lái)，內(nèi)部不會(huì)有任何一次系統(tǒng)調(diào)用。
整個(gè)協(xié)議只有 ikcp.h, ikcp.c兩個(gè)源文件，可以方便的集成到用戶(hù)自己的協(xié)議棧中。也許你實(shí)現(xiàn)了一個(gè)P2P，或者某個(gè)基于 UDP的協(xié)議，而缺乏一套完善的ARQ可靠協(xié)議實(shí)現(xiàn)，那么簡(jiǎn)單的拷貝這兩個(gè)文件到現(xiàn)有項(xiàng)目中，稍微編寫(xiě)兩行代碼，即可使用。
KCP協(xié)議比較
如果網(wǎng)絡(luò)從來(lái)不丟包，那么你直接用 TCP就行了，甚至直接裸UDP都沒(méi)關(guān)系，但是網(wǎng)絡(luò)因?yàn)閬G包造成卡頓，特別是高峰時(shí)期丟包會(huì)上到10%的情況，移動(dòng)設(shè)備上這個(gè)情況更糟糕。
我自己評(píng)測(cè)過(guò)很多，asio_kcp 的作者做過(guò)比較詳細(xì)的評(píng)測(cè)，在網(wǎng)絡(luò)變?cè)愀獾那闆r下，KCP的延遲比 libenet低三倍以上：
worst network lag happen: asio: 10:51.21 291 295 269 268 231 195 249 230 225 204 enet: 10:51.21 1563 1520 1470 1482 1438 1454 1412 1637 1588 1540
更詳細(xì)的評(píng)測(cè)可以看這里：benchmark，感謝 asio_kcp 的作者 zhangyuan 詳細(xì)對(duì)比了 UDT, libenet和 kcp，并給出結(jié)論如下：
- ASIO-KCP has good performace in wifi and phone network(3G, 4G).
- The kcp is the first choice for realtime pvp game.
- The lag is less than 1 second when network lag happen. 3 times better than enet when lag happen.
- The enet is a good choice if your game allow 2 second lag.
- UDT is a bad idea. It always sink into badly situation of more than serval seconds lag. And the recovery is not expected.
其他可以左右你選擇的情況：
- enet has the problem of lack of doc. And it has lots of functions that you may intrest.
- kcp's doc is chinese.
- Good thing is the function detail which is writen in code is english. And you can use asio_kcp which is a good wrap.
- The kcp is a simple thing. You will write more code if you want more feature.
- UDT has a perfect doc. UDT may has more bug than others as I feeling.
我當(dāng)年主要測(cè)試了 KCP和 TCP/UDT的比較，掃了一眼 libenet覺(jué)得協(xié)議實(shí)現(xiàn)中規(guī)中矩，缺乏很多現(xiàn)代傳輸協(xié)議的技術(shù)，所以并沒(méi)有詳細(xì)測(cè)試。而 asio-kcp的作者同時(shí)給出了KCP/enet/udt三者的詳細(xì)比較，為猶豫選擇的人提供了更多指引。
The bench mark is for realtime pvp game. For example, the multiplayer first person shooting game.
The requirement of realtime pvp game is packet is small and frequently.
It wants a minimal delay. And the worst delay should be not so worse.
The test client send 500 bytes in every 50 milliseconds. And the server send it back after receiving immediately.
Three frameworks were tested,
- UDT - UDP-based Data Transfer Protocol
- kcp - A Fast and Reliable ARQ Protocol
- enet - Reliable UDP networking library
https://github.com/RainsSoft/lidgren-network-gen3
純C#實(shí)現(xiàn)的UDP開(kāi)源庫(kù)，可用于游戲，支持NAT，內(nèi)部使用的可靠ARQ協(xié)議算法沒(méi)仔細(xì)去研究，不知道WIFI以及3G/4G下的表現(xiàn)怎么樣，暫時(shí)沒(méi)有測(cè)試數(shù)據(jù)
UDT協(xié)議詳解：http://blog.csdn.net/bytxl/article/details/44979669
RakNet：http://blog.csdn.net/ww506772362/article/details/51076890
ENET庫(kù)(可靠UDP)：http://blog.csdn.net/yuanchunsi/article/details/70244338
posted on 2017-12-08 14:32
思月行云 閱讀(7368)
評(píng)論(3) 編輯 收藏 引用 所屬分類(lèi):
C\C++