11 UDP的可靠传输协议QUIC

1.如何做到可靠性传输
2.UDP与TCP，我们如何选择
3.UDP如何可靠，KCP协议在哪些方面有优势
4.KCP协议精讲(重点讲解
5.OUIC时代是否已经到来

UDP如何做到可靠传输

• ACK机制
• 重传机制 重传策略
• 序号机制（后发的包可能先到） 3 2 1-> 2 3 1
• 重排机制 2 3 1-> 3 2 1
• 窗口机制 流量控制 带宽有限

如何选择TCP和UDP

TCP和UDP格式对比

ARQ协议(Automatic Repeat-reQuest)

ARQ协议(Automatic Repeat-reQuest)，即自动重传请求，是传输层的错误纠正协议之一，它通过使用确认和超时两个机制，在不可靠的网络上实现可靠的信息传输。
ARQ协议主要有3种模式：

1. 即停等式(stop-and-wait)ARQ
2. 回退n帧(go-back-n)ARQ，
3. 选择性重传(selective repeat)ARQ

ARQ协议-停等式(stop-and-wait)

停等协议的工作原理如下：
1、发送方对接收方发送数据包，然后等待接收方回复ACK并且开始计时。
2、在等待过程中，发送方停止发送新的数据包。
3、当数据包没有成功被接收方接收，接收方不会发送ACK.这样发送方在等待一
定时间后，重新发送数据包。
4、反复以上步骤直到收到从接收方发送的ACK.

缺点：较长的等待时间导致低的数据传输速度

ARQ协议-回退n帧(go-back-n)ARQ 1

为了克服停等协议长时间等待ACK的缺陷，连续ARQ协议会连续发送一组数据包，然后再等待这些数据包的ACK。
什么是滑动窗口：发送方和接收方都会维护一个数据帧的序列，这个序列被称作窗口。发送方的窗口大小由接收方确定，目的在于控制发送速度，以免接收方的缓存不够大，而导致溢出，同时控制流量也可以避免网络拥塞。协议中规定，对于窗口内未经确认的分组需要重传.
回退N步(Go-Back-N,GBN)：回退N步协议允许发送方在等待超时的间歇，可以继续发送分组。所有发送的分组，都带有序号。在GBN协议中，发送方需响应以下三种事件：
1、上层的调用。上层调用相应send()时，发送方首先要检查发送窗口是否已满。
2、接收ACK。在该协议中，对序号为n的分组的确认采取累积确认的方式，表明接收方已正确接收到序号n以前(包括n)的所有分组。
3、超时。若出现超时，发送方将重传所有已发出但还未被确认的分组

ARQ协议-回退n帧(go-back-n)ARQ 2

对于接收方来说，若一个序号为n的分组被正确接收，并且按序，则接收方会为该分组返回一个ACK给发送方，并将该分组中的数据交付给上层。在其他情况下，接收方都会丢弃分组。若分组n已接收并交付，那么所有序号比n小的分组也已完成了交付。因此GBN采用累积确认是一个很自然的选择。发送方在发完一个窗口里的所有分组后，会检查最大的有效确认，然后从最大有效确认的后一个分组开始重传。

如上图所示，序号为2的分组丢失，因此分组2及之后的分组都将被重传。总结：GBN采用的技术包括序号、累积确认、检验和以及计时/重传

ARQ协议-选择重传(Selective-repeat) 1

虽然GBN改善了停等协议中时间等待较长的缺陷，但它依旧存在着性能问题。特别是当窗口长度很大的时候，会使效率大大降低。而SR协议通过让发送方仅重传在接
收方丢失或损坏了的分组，从而避免了不必要的重传，提高了效率。
在SR协议下，发送方需响应以下三种事件：
1、从上层收到数据。当从上层收到数据后，发送方需检查下一个可用于该分组的
序号。若序号在窗口中则将数据发送。
2、接收ACK。若收到ACK，且该分组在窗口内，则发送方将那个被确认的分组标记
为已接收。若该分组序号等于基序号，则窗口序号向前移动到具有最小序号的未确
认分组处。若窗口移动后并且有序号落在窗口内的未发送分组，则发送这些分组。