可靠性传输

1. ACK机制
2. 重传机制 重传策略
3. 序号机制
4. 重排机制
5. 窗口机制 流量控制

ACK、重传机制——ARQ协议

• ARQ协议（Automatic Repeat-reQuest，即自动重传请求）
• 三种模式：即停等式、回退n帧、选择性重传

即停等式

1. A->B 发送0
2. B->A ack0
3. A->B 发送1
4. B->A ack1

• 发送数据后，直接停止发送下一个数据，直到收到对方的上一个ack，或者超时重新传上一个数据
• 缺陷：较长的等待时间导致低的数据传输速度

回退n帧

1. A->B 1
2. A->B 2
3. B->A ack1
4. B->A ack2
5. A->B 3
6. A->B 4
7. A->B 5
8. A->B 6
9. A检测到超时没有收到3的ack，按序重传3~6包

• 发送方连续发送n个包，其中有一个i包超时没有收到ack，那么该i包及后所有的包都重传

选择性重传

• 在回退n帧的策略基础上，检测到i包，只重传i包，后续收到确认的包无需重传

RTT与RTO对重传策略机制影响

• RTO，重传超时时间
• RTT，往返时延，即发送数据及确认包收到总共的时间
• RTO不能比RTT设置的还小, RTO > RTT
• 如何获得RTT？：发送端发送包携带时间戳，ACK将该时间戳携带回来，ACK收到时即可以用当前时间戳-携带的时间戳得到RTT

流量控制

• 窗口通知策略，当ack，win=0时停止发送数据
• 定时发送窗口探测包，win>0时启动继续发送数据

拥塞控制

• 明确两个窗口：接收窗口与发送窗口
• 流量控制通过检测接收窗口的情况来实现，而拥塞控制通过检测发送窗口的情况来实现
• 拥塞控制和流量控制虽然采取的动作很相似，但拥塞控制与网络的拥堵情况相关联，而流量控制与接收方的缓存状态相关联。

KCP协议

UDP可靠传输——KCP协议优势

• TCP超时计算是RTOx2，那么连续丢包三次就变成RTOx3，KCP可以自由设置RTT时间，提高传输速度
• TCP丢包时选择回退n帧策略，KCP可以实现选择重传
• 快速重传机制：忽略RTO设置直接重传，例如：在发送端设置fastresend=2，发送1，2，3，4，5包后，收到ACK：1，3，4，5，KCP立马知道2包被跳过了2次，那么认为2包丢失，直接重传2号包，大大改善了丢包的传输速度。
• 非延迟ACK，TCP为了充分利用带宽会延迟发送ACK，这样RTT较大，KCP可以调节是否延迟发送ACK。
• ARQ有UNA与ACK两种相应模型，UNA表示此编号前的所有包都收到（TCP），ACK表示该编号收到，UNA会导致全部重传，ACK则丢失成本高，KCP协议除去单独的ACK包，所有包都有UNA。
• 非退让流量控制，KCP正常模式同TCP一样使用公平退让法则，即发送窗口大小由： 发送缓存大小、接收
  端剩余接收缓存大小、丢包退让及慢启动这四要素决定。但传送及时性要求很高的小数据时，可选择通过配置跳过后两步，仅用前两项来控制发送频率。以牺牲部分公平性及带宽利用率之代价，换取了开着BT都能流畅传输的效果。
• 总结：以10%-20%带宽浪费的代价换取比TCP快30%-40%的速度

KCP协议设计

KCP发送数据过程

KCP接收数据过程

KCP_ChatRoom分析

参考及巩固（练习）

• KCP优秀博文选集
• kcp源码
• kcp_server、kcp_client源码
• 小实验：

1. 设置弱网规则：sudo tc qdisc add dev eth0 root netem loss 10% # 网卡丢包率设置为10%
2. 设置限制带宽规则：tc qdisc add dev eth0 root handle 5:htb default 5 # 限制5M
3. 测试TCP和UDP的RTT
4. 实现tcp和udp模式下的文件传输，测试独立传输和抢带宽效果
5. 删除规则：tc qdisc del dev eth0 root

QUIC