UDT協議學習筆記（一）UDT概述

本人近來就職于國內某著名互聯網血汗工廠，從事分布式后臺相關的工作，最近的項目主要是網絡相關。我們有許多海外的proxy節點，為了加速海外proxy與國內某機房的通信速率及搶占更多的帶寬，于是開始調研一些udp based的應用層協議，如udt，quic等等。目前還處于調研狀態中，尚未投入使用，這里算是分享下一些學到的東西，歡迎大家一起討論~

一，引入UDT的原因

互聯網上的標準數據傳輸協議TCP在高帶寬長距離網絡上性能很差，且無法充分的利用帶寬。其原因主要有一下幾點：

1）現行的tcp擁塞窗口機制在高帶寬長距離的環境下無法很好的工作，擁塞窗口太小，而且增加過于緩慢直接導致吞吐

率不高，無法充分利用帶寬。

此外TCP的AIMD擁塞控制算法過激地降低擁塞窗口的大小，但是不能快速回復到高位充分利用帶寬。

2）目前的tcp擁塞控制算法在BDP網絡下具有較差的RTT公平性，rtt會影響擁塞窗口的增長，越不容易達的鏈接的擁塞?

窗口增加得越慢，其發送速度越慢，因此會導致越遠的鏈接發送速率越慢。

由此看來，隨著網絡帶寬的不斷增長，傳統的TCP協議已經無法滿足日益增長的海量傳輸的需求，于是一種新的能夠在高BDP網絡下有良好性能的網絡協議的需求變變得十分強烈。

二，UDT概述

1，首先UDT是什么？

UDT是基于UDP的數據傳輸協議。UDT是開源軟件，主要目的是針對“TCP在高帶寬長距離網絡上的傳輸性能差”的問題，盡可能全面支持BDP網絡上的海量數據傳輸。UDT是建立與UDP之上的面向雙向的應用層協議，引入了新的擁塞控制算法和數據可靠性控制機制。它不僅可以支持可靠的數據流傳輸（STREAM 類型TCP）和部分可靠的數據報（DGRAM類似網絡上發廣播消息）傳輸，也可以應用在點對點技術，防火墻穿透，多媒體數據傳輸等領域。

2，層次結構

這里值得注意的一點是UDT是基于UDP的一種應用層協議，這除了意味著他除了繼承了UDP所能有的那些優點之外，

更意味著它是被大部分操作系統所兼容，這也為UDT的普及提供了可能。

圖1

圖1可以很好的表示UDT協議的分層架構。應用程序使用UDT Socket的API接口,如同使用系統的Socket一樣。UDT提供了一個 擁塞控制類(CC)。CC包含了一個必要的用戶自定義的回調函數集合,用以處理不同的控制 事件。應用程序可以自定制,派生擁塞控制類。
UDT位于UDP之上的應用層。應用程序通過UDT Socket交換數據。 內存拷貝為了減少處理時間,繞過了UDT。

圖2

圖2所表示的是UDT的軟件結構。上面的實線表示數據流，虛線表示控制流。

UDT是雙向的，所有實體具有相同結構。當數據需要被發送時，被發送的數據轉發到Sender的緩沖區，然后被Sender發送給底層的UDP channel。而在連接的另一側，Receiver從底層UDPchannel獲取數據，轉發給Receiver的緩沖區，將數據進行rerank，并查看是否有數據報丟失。此外Receiver也用來處理控制包。它會更新Receiver和Sender的LostList。并且觸發相應的事件，如擁塞控制等等。UDT的功能有上面的模塊進行封裝，并通過提供API為應用程序服務。

3，UDT的特性

UDT的特性主要包括在以下幾個方面：

1）基于UDP的應用層協議

2）面向連接的可靠協議

3）雙工的協議

4）擁有新的擁塞控制算法，并具有可拓展的擁塞控制框架。

此外UDT協議在高BDP網絡相對于TCP協議的優勢，可以用下面幾點來表示：

1）UDT是基于UDP協議，并且是定時器做的發送，不像tcp需要等待ack后才能開始下一輪發送
2）UDT的擁塞控制算法，能夠實現在慢啟動階段快速增長搶占帶寬，而在接近飽和時逐漸降低增長速度，使它趨于穩定。
3）UDT對包丟失的處理算法，和對噪聲鏈路的容忍性，使得在網絡波動比較大的環境中，它比傳統的TCP協議更加的穩定。

體的協議細節和原理，將有下節開始與大家分享和討論。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的UDT协议学习笔记（一）UDT概述的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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