基于UDP传输协议的实现分析之流量和拥塞控制

　　UDP的概念

　　UDP 是User Datagram Protocol的简称， 中文名是用户数据报协议，是OSI（Open System Interconnection，开放式系统互联） 参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务，IETF RFC 768是UDP的正式规范。UDP在IP报文的协议号是17。

　　流量控制

　　对于一个带宽1Gbps, RTT为100ms的网络来说

　　BDP=1,000,000,000*0.1/8=12,500,000字节=12207K=12M

　　传统TCP接收窗口大小=65535byte=64K, 显然满足不了

　　udt使用包大小1500byte, 默认接口窗口大小为8192, 因此

　　接收窗口的大小为=1500*8192=12,288,000字节=12000K=11.7M

　　因此, 可以看到udt的默认设置已经足够.

　　Congestion Control(拥塞控制)

　　1. 两个重要的参数：

　　congestion window size and the inter-packet sending interval

　　2. 主要的接口

　　1) init: when the UDT socket is connected.

　　2) close: when the UDT socket is closed.

　　3) onACK: when ACK is received.

　　4) onLOSS: when NACK is received.

　　5) onTimeout: when timeout occurs.

　　6) onPktSent: when a data packet is sent.

　　7) onPktRecv: when a data packet is received.

　　3. udt的拥塞算法：

　　On ACK packet received:

　　1) If the current status is in the slow start phase, set the

　　congestion window size to the product of packet arrival rate and

　　(RTT + SYN). Slow Start ends. Stop.

　　2) Set the congestion window size (CWND) to: CWND = A * (RTT + SYN) +16.

　　3) The number of sent packets to be increased in the next SYN period

　　(inc) is calculated as:

　　if (B <= C)

　　inc = 1/PS;

　　else

　　inc = max(10^(ceil(log10((B-C)*PS*8))) * Beta/PS, 1/PS);

　　where B is the estimated link capacity and C is the current

　　sending speed. All are counted as packets per second. PS is the

　　fixed size of UDT packet counted in bytes. Beta is a constant

　　value of 0.0000015.

　　4) The SND period is updated as:

　　SND = (SND * SYN) / (SND * inc + SYN).

　　Java代码

复制代码代码如下:strong　　/strong1.Java代码
　　2./
　　3.publicvoidonACK(longackSeqno){
　　4.//increasewindowduringslowstart
　　5.if(slowStartPhase){
　　6.congestionwindowsize+=ackSeqno-lastAckSeqNumber;
　　7.lastAckSeqNumber=ackSeqno;
　　8.//butnotbeyondamaximumsize
　　9.if(congestionwindowsizesession.getFlowWindowSize()){
　　10.slowStartPhase=false;
　　11.if(packetArrivalRate0){
　　12.packetSendingPeriod=1000000.0/packetArrivalRate;
　　13.}
　　14.else{
　　15.packetSendingPeriod=(double)congestionWindowSize/(roundTripTime+Util.getSYNTimeD());
　　16.}
　　17.}
　　18.
　　19.}else{
　　20.//1.ifitisnotinslowstartphase,setthecongestionwindowsize
　　21.//totheproductofpacketarrivalrateand(rtt+SYN)
　　22.doubleA=packetArrivalRate/1000000.0(roundTripTime+Util.getSYNTimeD());
　　23.congestionWindowSize=(long)A+16;
　　24.if(logger.isLoggable(Level.FINER)){
　　25.logger.finer("receiverate"+packetArrivalRate+"rtt"+roundTripTime+"settowindowsize:"+(A+16));
　　26.}
　　27.}
　　28.
　　29.//norateincreaseduringslowstart
　　30.if(slowStartPhase)return;
　　31.
　　32.//norateincrease"immediately"afteraNAK
　　33.if(loss){
　　34.loss=false;
　　35.return;
　　36.}
　　37.
　　38.//4.computetheincreaseinsentpacketsforthenextSYNperiod
　　39.doublenumOfIncreasingPacket=computeNumOfIncreasingPacket();
　　40.
　　41.//5.updatethesendperiod
　　42.doublefactor=Util.getSYNTimeD()/(packetSendingPeriodnumOfIncreasingPacket+Util.getSYNTimeD());
　　43.packetSendingPeriod=factorpacketSendingPeriod;
　　44.//packetSendingPeriod=0.995*packetSendingPeriod;
　　45.
　　46.statistics.setSendPeriod(packetSendingPeriod);
　　47.}

<><>>>

　　On NAK packet received:

　　1) If it is in slow start phase, set inter-packet interval to

　　1/recvrate. Slow start ends. Stop.

　　2) If this NAK starts a new congestion period, increase inter-packet

　　interval (snd) to snd = snd * 1.125; Update AvgNAKNum, reset

　　NAKCount to 1, and compute DecRandom to a random (average

　　distribution) number between 1 and AvgNAKNum. Update LastDecSeq.

　　Stop.

　　3) If DecCount <= 5, and NAKCount == DecCount * DecRandom:

　　a. Update SND period: SND = SND * 1.125;

　　b. Increase DecCount by 1;

　　c. Record the current largest sent sequence number (LastDecSeq).

　　Java代码

复制代码代码如下:　　1./(non-Javadoc)
　　2.@seeudt.CongestionControl#onNAK(java.util.List)
　　3./
　　4.publicvoidonLoss(ListIntegerlossInfo){
　　5.loss=true;
　　6.longfirstBiggestlossSeqNo=lossInfo.get(0);
　　7.nACKCount++;
　　8./1)Ifitisinslowstartphase,setinter-packetintervalto
　　9.1/recvrate.Slowstartends.Stop./
　　10.if(slowStartPhase){
　　11.if(packetArrivalRate0){
　　12.packetSendingPeriod=100000.0/packetArrivalRate;
　　13.}
　　14.else{
　　15.packetSendingPeriod=congestionWindowSize/(roundTripTime+Util.getSYNTime());
　　16.}
　　17.slowStartPhase=false;
　　18.return;
　　19.}
　　20.
　　21.longcurrentMaxSequenceNumber=session.getSocket().getSender().getCurrentSequenceNumber();
　　22.//2)IfthisNAKstartsanewcongestionepoch
　　23.if(firstBiggestlossSeqNolastDecreaseSeqNo){
　　24.//-increaseinter-packetinterval
　　25.packetSendingPeriod=Math.ceil(packetSendingPeriod1.125);
　　26.//-UpdateAvgNAKNum(theaveragenumberofNAKspercongestion)
　　27.averageNACKNum=(int)Math.ceil(averageNACKNum0.875+nACKCount0.125);
　　28.//-resetNAKCountandDecCountto1,
　　29.nACKCount=1;
　　30.decCount=1;
　　31./-computeDecRandomtoarandom(averagedistribution)numberbetween1andAvgNAKNum/
　　32.decreaseRandom=(int)Math.ceil((averageNACKNum-1)Math.random()+1);
　　33.//-UpdateLastDecSeq
　　34.lastDecreaseSeqNo=currentMaxSequenceNumber;
　　35.//-Stop.
　　36.}
　　37.//3)IfDecCount=5,andNAKCount==DecCountDecRandom:
　　38.elseif(decCount=5nACKCount==decCountdecreaseRandom){
　　39.//a.UpdateSNDperiod:SNDSND=SND1.125;
　　40.packetSendingPeriod=Math.ceil(packetSendingPeriod1.125);
　　41.//b.IncreaseDecCountby1;
　　42.decCount++;
　　43.//c.Recordthecurrentlargestsentsequencenumber(LastDecSeq).
　　44.lastDecreaseSeqNo=currentMaxSequenceNumber;
　　45.}
　　46.
　　47.statistics.setSendPeriod(packetSendingPeriod);
　　48.return;
　　49.}

<>>><<&&

　　以上就是基于UDP传输协议的流量和拥塞控制的代码，希望能帮到大家，谢谢阅读。