重新认识KCP

2018/12/31 21:51
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什么是KCP

KCP是一种网络传输协议(A Fast and Reliable ARQ Protocol),可以视它为TCP的代替品,但是它运行于用户空间,它不管底层的发送与接收,只是个纯算法实现可靠传输,它的特点是牺牲带宽来降低延迟。因为TCP协议的大公无私,经常牺牲自己速度来减少网络拥塞,它是从大局上考虑的。而KCP是自私的,它只顾自己的传输效率,从不管整个网络的拥塞情况。举个例子,TCP检测到丢包的时候,首先想到的是网络拥塞了,要放慢自己的速度别让网络更糟,而KCP想到的赶紧重传别耽误事。

TCP的特点是可靠传输(累积确认、超时重传、选择确认)、流量控制(滑动窗口)、拥塞控制(慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复)、面向连接。KCP对这些参数基本都可配,也没用建立/关闭连接的过程。

其实KCP并不神秘,因为TCP的高度自治(很多东西都不可配),满足不了如今各种速度需求。而KCP就是基于UDP协议,再将一些TCP经典的机制移植过来,变成参数可配。在这种

怎么使用

KCP只有两个文件,分别是ikcp.cikcp.h,代码行数1300左右。使用KCP和使用TCP有些不同,所以上手之前需要先了解下KCP如何使用,需要时间成本。

第一步,就是创建一个kcp实例,相当于一个句柄。

ikcpcb* ikcp_create(IUINT32 conv, void *user)

第二步,设置发送数据的接口,底层用哪种socket都没问题,只要能把数据发送出去,建议使用UDP,比较简单。

int output(const char *buf, int len, ikcpcb *kcp, void *user)

第三步,更新KCP状态。KCP运行于用户空间,所以需要手动去更新每个实例的状态,其实主要就是检测哪些数据包该重传了。

void ikcp_update(ikcpcb *kcp, IUINT32 current)

第四步,发送数据。调用ikcp_send之后,KCP最后会使用上面设置的output函数来将发送数据(KCP自己并不关心如何发送数据)。

int ikcp_send(ikcpcb *kcp, const char *buffer, int len)

第五步,预接收数据。先手动预接收数据,然后再调用ikcp_input将裸数据交给KCP,这些数据有可能是KCP控制报文,并不是我们要的数据。

int ikcp_input(ikcpcb *kcp, const char *data, long size)

第六步,接收数据。此时收到的数据才是真正的数据,重组操作在调用ikcp_recv之前就完成了。

int ikcp_recv(ikcpcb *kcp, char *buffer, int len)

总体上还是容易理解的,以前我们是直接使用各种socket和对端通信,各种功能由自己控制。现在是在socket之上使用了一个中间件KCP,帮忙实现快速可靠传输功能。注意一下KCP有模式的区分,不同模式下的速度表现不一样,建议把参数配好之后再使用,否则使用的都是默认的参数。

快在哪里

  • 没用使用任何系统调用接口
  • 无需建立/关闭连接(就KCP本身来说)
  • 很多影响速度的参数都可配

使用场景

丢包率高的网络环境下KCP的优点才会显示出来。如果不丢包,那么TCP和KCP的效率不会差别很大,可能就是少了连接建立/关闭而已。一般来讲,在公网上传输的都可以使用,特别是对实时性要求较高的程序,如LOL。

有何缺点

  • 学习成本
  • 据说有些运营商对UDP有限制?
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