iOS基础通讯UDP/KCP协议的使用

我的demo地址:
https://github.com/caobo56/KCPDemo

什么是KCP?

kcp协议是传输层的一个具有可靠性的传输层ARQ协议。它的设计是为了解决在网络拥堵情况下tcp协议的网络速度慢的问题。kcp力求在保证可靠性的情况下提高传输速度。kcp协议的关注点主要在控制数据的可靠性和提高传输速度上面,因此kcp没有规定下层传输协议,一般用udp作为下层传输协议,kcp层协议的数据包在udp数据报文的基础上增加控制头。当用户数据很大,大于一个udp包能承担的范围时(大于mss),kcp会将用户数据分片存储在多个kcp包中。因此每个kcp包称为一个分片。

为了提供可靠性,kcp采用了重传机制。为实现重传机制,kcp为每个分片分配一个唯一标识,接收方收到一个包后告知发送方接到的包的序号,发送方接到确认后再继续发送。而如果发送方在一定时间内(超时重传时间)没有接到确认,就说明数据包丢失了,发送方需要重传丢失的数据包,所以发送方会把待确认的数据缓存起来,方便重传。

个人理解:

个人理解:KCP 只是一种对UDP收发包的处理机制,并不具有通讯功能。需要额外的配置其底层的传输协议如UDP。另外,KCP是一种快速重传的ARQ协议,因此,需要使用KCP的节点,同时具有收发数据的功能,以便KCP获取到完整数据后发送接收完整的回调。
KCP的好处:就是比TCP浪费30%左右的带宽,提升UDP的数据发送速度,并提升UDP的可靠性。

需要注意:

此外,需要说明的是,由于kcp需要在收到数据后,给数据的发送方发送回执消息。发送数据时,也要收取一个从服务端返回的发送成功回执。

所以,一个正常运行的kcp-UDP节点,必然同时具备收取消息和发送消息的功能,因此,我demo 里不再区分client 和 server 。

一个kcp节点,必然既是客户端,也是服务端。

kcp协议详解

KCP C源代码:
https://github.com/skywind3000/kcp

使用方法在KCPgithub 上写的很清晰:

iOS基础通讯UDP/KCP协议的使用_第1张图片
屏幕快照 2018-02-24 上午10.49.48.png
iOS基础通讯UDP/KCP协议的使用_第2张图片
屏幕快照 2018-02-24 上午10.50.00.png

下面是我用OC 实现的简单的KCP使用。
因为kcp协议的关注点主要在控制数据的可靠性和提高传输速度上面,所以,kcp没有规定下层传输协议。只需要向KCP提供相应的发送数据方法,并实现获取数据的回调方法即可。

因此,我选择使用GCDAsyncUdpSocket 作为KCP 的下层UDP实现:
实现代码demo地址:
https://github.com/caobo56/KCPDemo

代码结构:


iOS基础通讯UDP/KCP协议的使用_第3张图片
屏幕快照 2018-02-24 上午11.05.18.png

另外需要注意的是,项目中引入了ickp.h 和 ickp.c 两个C文件,
因此在编译的时候最好配置一下C的编译设置:

TARGET -> BuildSetting -> C Language Dialect
iOS基础通讯UDP/KCP协议的使用_第4张图片
屏幕快照 2018-02-24 上午11.07.55.png

最终的使用方式:

//
//  SendViewController.m
//  textDemo
//
//  Created by caobo56 on 18/2/22.
//  Copyright © 2018年 caobo56. All rights reserved.
//

#import "SendViewController.h"

#import "KcpOnUdp.h"

/**
 *  客户端
 */
@interface SendViewController ()
{
    __weak IBOutlet UITextField *msgTF;
    __weak IBOutlet UITextField *ipTF;
    __weak IBOutlet UILabel *receiveLab;
}

@property (nonatomic,strong)KcpOnUdp * netWork;

@end

@implementation SendViewController


- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.title = @"KcpOnUdp节点";
    _netWork = [KcpOnUdp creatKcpOnUdpWithPort:10099];
    //启动KcpOnUdp 并设置启动时的端口
    _netWork.delegate = self;
    //设置代理,接受数据

}

#pragma mark 发送消息
- (IBAction)sendMsgClick:(UIButton *)sender {
    //向指定的 ip port 发送数据
    [_netWork sendMsg:msgTF.text toHost:ipTF.text toPort:10099];
}

#pragma mark KcpOnUdp delegate
//接收数据
-(void)kcpOnUdpDidReciveMsg:(NSString *)str{
    NSLog(@"kcpOnUdpDidReciveMsg = %@",str);
}

@end


此外,我用来跟客户端/服务端 链接测试的例子是jkcp, https://github.com/beykery/jkcp
在开发调试过程中可以以此作为调试基准进行测试。
调试过程中注意客户端服务端的kcp参数要保持一致,以下是我的配置:
server 配置:

        TestServer s = new TestServer(10099, 1);
        s.noDelay(1, 10, 2, 1);
        s.setMinRto(10);
        s.wndSize(128, 128);
        s.setTimeout(10 * 1000);
        s.setMtu(512);
        s.start();

clinet 配置:

    TestClient tc = new TestClient();
    tc.noDelay(1, 10, 2, 1);
    tc.setMinRto(10);
    tc.wndSize(128, 128);
    tc.setTimeout(10 * 1000);
    tc.setMtu(512);
    tc.setConv(121106);

iOS 端配置:

    //设置KCP参数,同服务端或者对点端参数保持一致
    //特别是conv,对方客户端的conv 必须同自身服务端的conv一致
    int32_t conv = 121106;
    c_kcp = ikcp_create(conv, NULL);
    ikcp_nodelay(c_kcp, 1, 10, 2, 1);
    c_kcp->rx_minrto = 10;
    ikcp_wndsize(c_kcp, 128, 128);
    ikcp_setmtu(c_kcp, 512);

配置说明:

conv: 数字,123 这样就可以,只需要保证 client.server 的数字是一样就可以
user: 指针,给你自己传递参数用的,你没有特殊参数需要传那就用 NULL

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