基于 UDP 的協(xié)議 (UDT) 是一種高性能數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。用于廣域高速網(wǎng)絡(luò)上的分布式數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用程序。 UDT 使用 UDP 傳輸具有自己的可靠性控制和擁塞控制機(jī)制的批量數(shù)據(jù)。 新協(xié)議可以以比 TCP 高得多的速度傳輸數(shù)據(jù)。 UDT 也是一個(gè)高度可配置的框架，可以適應(yīng)各種擁塞控制算法。

為什么需要使用UDT？

UDT 的最初（和主要）目的是為廣域網(wǎng)上的分布式數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用程序提供高性能傳輸接口，因?yàn)樾屎凸皆?#xff0c;TCP 很少能很好地工作。它也可以用于 TCP 不適合的其他情況（例如，多媒體流、防火墻穿孔、部分可靠性等）

沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定何時(shí)使用 UDT 或何時(shí)不使用。一般來(lái)說(shuō)，如果對(duì) TCP 的性能或功能不滿意，UDT 可能是你所需要的，尤其是在少量批量源共享豐富帶寬的高速網(wǎng)絡(luò)中。

UDT數(shù)據(jù)包

UDT有兩種包：數(shù)據(jù)包和控制包；數(shù)據(jù)包。 它們通過第 1 位（標(biāo)志位）來(lái)區(qū)分包頭。

數(shù)據(jù)包頭從 0 開始。包序號(hào)使用標(biāo)志位之后的 31 位。 UDT 使用基于數(shù)據(jù)包的排序，即每發(fā)送一次，序列號(hào)加1數(shù)據(jù)包按照包發(fā)送的順序。序號(hào)是將其增加到最大數(shù)量 (2^31 - 1) 后進(jìn)行包裝。

數(shù)據(jù)包頭結(jié)構(gòu)如下：

以上是發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)的 32 位時(shí)間戳和目標(biāo)套接字 ID。時(shí)間戳是一個(gè)相對(duì)值開始。

UDT控制包和類型信息

UDT中有8種類型的控制包和類型信息被放在標(biāo)題的位域 1 - 15 中。 內(nèi)容以下字段取決于數(shù)據(jù)包類型。 前 128 位必須存在于數(shù)據(jù)包頭中，而可能存在空控件信息字段，取決于數(shù)據(jù)包類型。

特別是，UDT 對(duì) ACK 數(shù)據(jù)包使用子序列。 每個(gè) ACK 包被分配一個(gè)唯一遞增的 16 位序列號(hào)，即與數(shù)據(jù)包序號(hào)無(wú)關(guān)。 ACK序列number 使用控制數(shù)據(jù)包中的第 32 - 63 位。 ACK 序列號(hào)范圍從 0 到 (2^31 - 1)。

協(xié)議連接握手

握手包有如下信息（假設(shè)UDT 套接字 A 將此握手發(fā)送給 B）：

Version： 32 位，UDT 版本。
Type：32 位，套接字類型（STREAM 或 DGRAM）。
Initial Sequence Number：32位，初始包序號(hào)。
MTU：32 位，最大數(shù)據(jù)包大小（包括 UDP/IP 標(biāo)頭）。
Flow Window：32位，最大流窗口大小。
Requested Type： 32 位，連接類型（常規(guī)或集合） 。
ID：32位，套接字ID。
SYN cookie：32 位，SYN cookie。
Peer IP Address：128位，對(duì)端UDP套接字的IP地址 。

當(dāng)服務(wù)器第一次收到客戶端的連接請(qǐng)求時(shí)，它根據(jù)客戶端地址和一個(gè)密鑰并將其發(fā)送回客戶端。然后客戶端必須發(fā)送將相同的 cookie 返回到服務(wù)器。

服務(wù)器在收到握手包和正確的cookie時(shí)，將數(shù)據(jù)包大小和最大窗口大小與其自己的值進(jìn)行比較并將其自己的值設(shè)置為較小的值。

來(lái)自客戶端的連接類型應(yīng)設(shè)置為 1。

來(lái)自服務(wù)器的響應(yīng)應(yīng)設(shè)置為 -1

客戶端還應(yīng)該檢查響應(yīng)是否來(lái)自服務(wù)器原始請(qǐng)求已發(fā)送至。

保持活動(dòng)狀態(tài)

確認(rèn)（ACK）

在收到 ACK 數(shù)據(jù)包時(shí)：更新最大的確認(rèn)序列號(hào)。 在這個(gè)ACK中發(fā)回一個(gè)ACK序列號(hào)相同的ACK2。更新 RTT 和 RTTVar。將 ACK 和 NAK 周期都更新為 4 * RTT + RTTVar + SYN。 更新流窗口大小、更新估計(jì)的鏈路容量、更新發(fā)送者的緩沖區(qū)、更新發(fā)件人的丟失列表。

Ack Squence Number：32 bits，所有數(shù)據(jù)包的序號(hào)以前的數(shù)據(jù)包已經(jīng)收到。
RTT (microseconds)：32 位，RTT（以微秒為單位）。
RTT Variance (microseconds)：32位，RTT方差。
Buffer Available (packets)：32位，可用緩沖區(qū)大小（以字節(jié)為單位）。
Rate (packets/second)：32 位：數(shù)據(jù)包接收率（以數(shù)據(jù)包數(shù)量計(jì)/ 每秒）。
Link Capacity (packets/second)：32 位,估計(jì)的鏈路容量（以數(shù)據(jù)包數(shù)計(jì)/每秒） 。

否定確認(rèn) (NAK)

在收到 NAK 數(shù)據(jù)包時(shí)：將 NAK 中攜帶的所有序列號(hào)添加到發(fā)送者的損失中列表。

Missing Sequence Number：32位壓縮丟失信息的整數(shù)數(shù)組。

關(guān)機(jī)

如果其中一個(gè)連接的 UDT 實(shí)體正在關(guān)閉，它將發(fā)送一個(gè)關(guān)閉消息給對(duì)端。對(duì)端，收到此信息后
消息，也將被關(guān)閉。

此關(guān)閉消息，使用 UDP，只發(fā)送一次，不保證能收到。

確認(rèn)（ACK2）

在收到 ACK2 數(shù)據(jù)包時(shí)： 在 ACK History Window 中根據(jù) 此 ACK2 中的 ACK 序列號(hào)。更新已確認(rèn)的最大 ACK 號(hào)。根據(jù)ACK2到達(dá)時(shí)間和ACK計(jì)算新的rtt出發(fā)時(shí)間。

UDT協(xié)議解析C/C++代碼實(shí)現(xiàn)

static void dissect_udt(u_char *udt_data, int offset, int Payload_len) {udt_conv = (udt_conversation *)malloc(sizeof(udt_conversation));if (udt_conv == NULL) {return ;}if (dissect_udt_heur(udt_data, offset, Payload_len))return ;if (is_control) {const char *typestr = val_to_str(type, udt_packet_types);switch (type) {case UDT_PACKET_TYPE_ACK:...break;case UDT_PACKET_TYPE_ACK2:...break;case UDT_PACKET_TYPE_NAK: {unsigned int max = Payload_len;if (max > UDT_MAX_NAK_LENGTH)max = UDT_MAX_NAK_LENGTH;for (i = UDT_CONTROL_OFFSET; i <= (max-4) ; i = i + 4) {uint32_t start, finish;int is_range;is_range = ntohl(*(uint32_t*)(udt_data + offset + i)) & 0x80000000;start = get_sqn(udt_conv, ntohl(*(uint32_t*)(udt_data + offset + i)) & 0x7fffffff);if (is_range) {if (i > (max-8)) {...break;}finish = get_sqn(udt_conv, ntohl(*(uint32_t*)(udt_data + offset + i + 4)) & 0x7fffffff);...i = i + 4;} else {...}}...break;}default:...break;}}else {...}

運(yùn)行結(jié)果：

總結(jié)

UDT是一種高性能數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。它專為通過高速?gòu)V域網(wǎng) (WAN) 大量傳輸大型數(shù)據(jù)集而設(shè)計(jì)。基于 UDP 的協(xié)議是 TCP 協(xié)議的一種更有效的替代方案，并且可以以更高的速度傳輸數(shù)據(jù)。

歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)【程序猿編碼】，需要UDT協(xié)議解析完整源碼的添加本人微信號(hào)(c17865354792)

參考：http://tools.ietf.org/search/draft-gg-udt-03

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的UDT协议解析及C/C++代码实现的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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