基于UDP协议的UDT格式介绍

基于UDP协议的UDT格式介绍

UDT，类似于UDP协议。那么它的中文翻译则是基于UDP的传输协议。在理解上面我们如何进行区分和理解呢？下面我们就来对这两个协议进行一下说明。首先，UDT是双工的，每个UDT实体有两个部分：发送和接收。发送者根据流量控制和速率控制来发送和重传）应用程序数据。接收者接收数据包和控制包，并根据接收到的包发送控制包。发送和接收程序共享同一个UDP协议的端口来发送和接收。

接收者也负责触发和处理所有的控制事件，包括拥塞控制和可靠性控制和他们的相对机制，例如RTT估计、带宽估计、应答和重传。

UDT总是试着将应用层数据打包成固定的大小，除非数据不够这么大。和TCP相似的是，这个固定的包大小叫做MSS最大包大小）。由于期望UDT用来传输大块数据流，我们假定只有很小的一部分不规则的大小的包在UDT session中。MSS可以通过应用程序来安装，MTU是其最优值包括所有包头）。

UDT拥塞控制算法将速率控制和窗口流量控制）合并起来，前者调整包的发送周期，后者限制最大的位被应答的包。在速率控制中使用的参数通过带宽估计技术来更新，它继承来自基于接收的包方法。同时，速率控制周期是估计RTT的常量，流控制参数依赖于对方的数据到达速度，另外接收端释放的缓冲区的大小。

包结构

UDT有两种包：数据包和控制包。他们通过包头的第一位来区分标志位）。如果是0，表示是数据包，1表示是控制包。

数据包

数据包结构如下显示： 

包序号是UDT数据包头中唯一的内容。它是一个无符号整数，使用标志位后的31位，UDT使用包基础的需要，例如，每个非重传的包都增加序号1。序号在到达最大值2^31-1的时候覆盖。紧跟在这些数据后面的是应用程序数据。

控制包

控制包结构如下：

有6种类型的控制包在UDT中，bit1-3表示这些信息。前32位在包头中必须存在。控制信息字段包括0例如，它不存在）或者多个32位无符号整数，这由包类型决定。

UDT使用应答子序号的方法。每个ACK/ACK2包有一个无符号的16位序号，它独立于数据包需要。它使用位16-31。应答需要从0到2^16-1）。位16-31在其他控制包中没有定义。

类型	说明	控制信息
000	协议连接握手	1．32位 UDT版本 2．32位内部顺序号 3．32位 MSS字节） 4．32位最大流量窗口大小字节）
001	保活	没有
010	应答，位16-31是应答序号	1．32位包序号，先前接收到的包序号 2．32位，RTT微秒） 3．32位，RTT 变量或者RTTVar (微秒) 4．32位，流量窗口大小包的数量） 5．32位，连接容量估计每秒包的数量）
011	Negative应答NAK）	丢失信息的32位整数数组，见3.9节
100	保留	这种类型的控制信息保留作为拥塞警告使用，从接收到发送端。一个拥塞警告能被ECN或包延迟增加趋势的度量方法触发。
101	关闭
110	应答一个应答ACK2）	16-31位，应答序号。
111	4-15的解释	保留将来使用

注意，对于数据和控制包来说，可以从UDP协议头中得到实际的包大小。包大小信息能被用来得到有效的数据负载和NAK包中的控制信息字段大小。

定时器

UDT在接收端使用4个定时器来触发不同的周期事件，包括速率控制、应答、丢失报告negative应答）和重传/连接维护。

UDT中的定时器使用系统时间作为源。UDT接收端主动查询系统时间来检查一个定时器是否过期。对于某个定时器T来说，其拥有周期TP，将定变量t用来记录最近T被设置或复位的时间。如果T在系统时间t0t= t0）被复位，那么任何t1t1-t>=TP）是T过期的条件。

四个定时器是：RC定时器、ACK定时器、NAK定时器、EXP定时器。他们的周期分别是：RCTP、ATP、NTP、ETP。

RC定时器用来触发周期性的速率控制。ACK定时器用来触发周期性的有选择的应答应答包）。RCTP和ATP是常量值，值为：RCTP=ATP=0.01秒。

NAK被用来触发negative应答NAK包）。重传定时器被用来触发一个数据包的重传和维护连接状态。他们周期依赖于对于RTT的估计。ETP值也依赖于连续EXP时间溢出的次数。推荐的RTT初始值是0.1秒，而NTP和ETP的初始值是：NTP=3*RTT，ETP=3*RTT+ATP。

在每次bounded UDP协议接收操作如果收到一个UDP协议包，一些额外的必须的数据处理时间）时查询系统时间来检查四个定时器是否已经过期。推荐的周期粒度是微秒。UDP接收时间溢出值是实现的一个选择，这依赖于循环查询的负担和事件周期精确度之间的权衡。

速率控制事件更新包发送周期，UDT发送端使用STP来安排数据包的发送。假定一个在时间t0被发送，那么下一次包发送时间是t0+ STP）。换句话说，如果前面的包发送花费了t’时间，发送端将等待STP-t’）来发送下一个数据包如果STP-t’ <0，就不需要等待了）。这个等待间隔需要一个高精确度的实现，推荐使用CPU时钟周期粒度。