KCP kcptun

簡介

KCP是一個快速可靠協議，能以比 TCP浪費10%-20%的帶寬的代價，換取平均延遲下降 30%-40%，且最大延遲下降三倍的傳輸效果。純算法實現，並不負責底層協議（如UDP）的收發，須要使用者本身定義下層數據包的發送方式，以 callback的方式提供給 KCP。 連時鐘都須要外部傳遞進來，內部不會有任何一次系統調用。

整個協議只有 ikcp.h, ikcp.c兩個源文件，能夠方便的集成到用戶本身的協議棧中。也許你實現了一個P2P，或者某個基於 UDP的協議，而缺少一套完善的ARQ可靠協議實現，那麼簡單的拷貝這兩個文件到現有項目中，稍微編寫兩行代碼，便可使用。

技術特性

TCP是爲流量設計的（每秒內能夠傳輸多少KB的數據），講究的是充分利用帶寬。而 KCP是爲流速設計的（單個數據包從一端發送到一端須要多少時間），以10%-20%帶寬浪費的代價換取了比 TCP快30%-40%的傳輸速度。TCP信道是一條流速很慢，但每秒流量很大的大運河，而KCP是水流湍急的小激流。KCP有正常模式和快速模式兩種，經過如下策略達到提升流速的結果：

RTO翻倍vs不翻倍：

TCP超時計算是RTOx2，這樣連續丟三次包就變成RTOx8了，十分恐怖，而KCP啓動快速模式後不x2，只是x1.5（實驗證實1.5這個值相對比較好），提升了傳輸速度。

選擇性重傳 vs 所有重傳：

TCP丟包時會所有重傳從丟的那個包開始之後的數據，KCP是選擇性重傳，只重傳真正丟失的數據包。

快速重傳：

發送端發送了1,2,3,4,5幾個包，而後收到遠端的ACK: 1, 3, 4, 5，當收到ACK3時，KCP知道2被跳過1次，收到ACK4時，知道2被跳過了2次，此時能夠認爲2號丟失，不用等超時，直接重傳2號包，大大改善了丟包時的傳輸速度。

延遲ACK vs 非延遲ACK：

TCP爲了充分利用帶寬，延遲發送ACK（NODELAY都沒用），這樣超時計算會算出較大 RTT時間，延長了丟包時的判斷過程。KCP的ACK是否延遲發送能夠調節。

UNA vs ACK+UNA：

ARQ模型響應有兩種，UNA（此編號前全部包已收到，如TCP）和ACK（該編號包已收到），光用UNA將致使所有重傳，光用ACK則丟失成本過高，以往協議都是二選其一，而 KCP協議中，除去單獨的 ACK包外，全部包都有UNA信息。

非退讓流控：

KCP正常模式同TCP同樣使用公平退讓法則，即發送窗口大小由：發送緩存大小、接收端剩餘接收緩存大小、丟包退讓及慢啓動這四要素決定。但傳送及時性要求很高的小數據時，可選擇經過配置跳事後兩步，僅用前兩項來控制發送頻率。以犧牲部分公平性及帶寬利用率之代價，換取了開着BT都能流暢傳輸的效果。

 

QuickStart

Download precompiled Releases.

KCP Client: ./client_darwin_amd64 -r "KCP_SERVER_IP:4000" -l ":8388" -mode fast2
KCP Server: ./server_linux_amd64 -t "TARGET_IP:8388" -l ":4000" -mode fast2

The above commands will establish port forwarding for 8388/tcp as:

Application -> KCP Client(8388/tcp) -> KCP Server(4000/udp) -> Target Server(8388/tcp)

Tunnels the original connection:

Application -> Target Server(8388/tcp)

Install from source

$go get -u github.com/xtaci/kcptun/client
$go get -u github.com/xtaci/kcptun/server

All precompiled releases are genereated from build-release.sh script.

Performance

Basic Tuning Guide

Improving Thoughput

Q: I have a high speed network link, how to reach the maximum bandwidth?

A: Increase -rcvwnd on KCP Client and -sndwnd on KCP Server simultaneously & gradually, the mininum one decides the maximum transfer rate of the link, as wnd * mtu / rtt; Then try downloading something and to see if it meets your requirements. (mtu is adjustable by -mtu)

Improving Latency

Q: I'm using kcptun for game, I don't want any lag happening.

A: Lag means packet loss for most of the time, lags can be improved by changing -mode.

eg: -mode fast3

Aggresiveness/Responsiveness on retransmission for embeded modes are:

fast3 > fast2 > fast > normal > default

Expert Tuning Guide

Overview

https://github.com/skywind3000/kcp

https://github.com/xtaci/kcptun

http://www.cnblogs.com/findumars/p/5794040.html