重新認識KCP


什么是KCP

KCP是一種網絡傳輸協議(A Fast and Reliable ARQ Protocol),可以視它為TCP的代替品,但是它運行於用戶空間,它不管底層的發送與接收,只是個純算法實現可靠傳輸,它的特點是犧牲帶寬來降低延遲。因為TCP協議的大公無私,經常犧牲自己速度來減少網絡擁塞,它是從大局上考慮的。而KCP是自私的,它只顧自己的傳輸效率,從不管整個網絡的擁塞情況。舉個例子,TCP檢測到丟包的時候,首先想到的是網絡擁塞了,要放慢自己的速度別讓網絡更糟,而KCP想到的趕緊重傳別耽誤事。

TCP的特點是可靠傳輸(累積確認、超時重傳、選擇確認)、流量控制(滑動窗口)、擁塞控制(慢開始、擁塞避免、快重傳、快恢復)、面向連接。KCP對這些參數基本都可配,也沒用建立/關閉連接的過程。

其實KCP並不神秘,因為TCP的高度自治(很多東西都不可配),滿足不了如今各種速度需求。而KCP就是基於UDP協議,再將一些TCP經典的機制移植過來,變成參數可配。在這種

怎么使用

KCP只有兩個文件,分別是ikcp.cikcp.h,代碼行數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,需要時間成本。

第一步,就是創建一個kcp實例,相當於一個句柄。

ikcpcb* ikcp_create(IUINT32 conv, void *user)

第二步,設置發送數據的接口,底層用哪種socket都沒問題,只要能把數據發送出去,建議使用UDP,比較簡單。

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

第三步,更新KCP狀態。KCP運行於用戶空間,所以需要手動去更新每個實例的狀態,其實主要就是檢測哪些數據包該重傳了。

void ikcp_update(ikcpcb *kcp, IUINT32 current)

第四步,發送數據。調用ikcp_send之后,KCP最后會使用上面設置的output函數來將發送數據(KCP自己並不關心如何發送數據)。

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

第五步,預接收數據。先手動預接收數據,然后再調用ikcp_input將裸數據交給KCP,這些數據有可能是KCP控制報文,並不是我們要的數據。

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

第六步,接收數據。此時收到的數據才是真正的數據,重組操作在調用ikcp_recv之前就完成了。

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

總體上還是容易理解的,以前我們是直接使用各種socket和對端通信,各種功能由自己控制。現在是在socket之上使用了一個中間件KCP,幫忙實現快速可靠傳輸功能。注意一下KCP有模式的區分,不同模式下的速度表現不一樣,建議把參數配好之后再使用,否則使用的都是默認的參數。

快在哪里

  • 沒用使用任何系統調用接口
  • 無需建立/關閉連接(就KCP本身來說)
  • 很多影響速度的參數都可配

使用場景

丟包率高的網絡環境下KCP的優點才會顯示出來。如果不丟包,那么TCP和KCP的效率不會差別很大,可能就是少了連接建立/關閉而已。一般來講,在公網上傳輸的都可以使用,特別是對實時性要求較高的程序,如LOL。

有何缺點

  • 學習成本
  • 據說有些運營商對UDP有限制?


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