哪个是按顺序发送大型 UDP 数据包的最佳方法

Posted 2023-04-14

【中文标题】哪个是按顺序发送大型 UDP 数据包的最佳方法

【英文标题】：Which is the best approach to send large UDP packets in sequence

【发布时间】：2013-10-04 03:40:25

【问题描述】：

我有一个 android 应用程序需要每 100 毫秒通过协议 UDP 发送数据。每个 UDP 数据包平均有 15000 字节。数据包以广播方式发送

下面的每 100 毫秒行运行一个循环。

DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(sendData, sendData.length, broadcast, 9876); 
clientSocket.send(sendPacket);

应用程序开始正常工作，但大约 1 分钟后，接收数据包的频率会降低，直到数据包没有到达目的地。

UDP 数据包最大大小的理论限制（在 Windows 上）为 65507 字节

我知道网络的媒体 MTU 是 1500 字节，当我发送一个更大的数据包时，它会被分成几个片段，如果一个片段没有到达目的地，整个数据包就会丢失。

我不明白为什么在前 1 分钟数据包被正确发送，而在一段时间后数据包没有到达更多。所以我想知道解决这个问题的最佳方法是什么？

【问题讨论】：

BTW 片段也可能乱序到达。 ;)

我认为 TCP 不是一个选项？

我正在发送图片，如果我丢失了大约 30% 的数据包不会有问题。在这种情况下，tcp 速度较慢不是一个好主意。我的问题是一段时间后所有数据包都丢失了。谢谢

"我知道网络的媒体 MTU 是 1500 字节" - 很多网络都比这小。这只是以太网帧的大小。

***.com/questions/47903/…

【参考方案1】：

这正是你描述的问题。您广播的每个数据报都被分成 44 个数据包。如果其中任何一个丢失，则数据报丢失。一旦你有足够的流量导致 1% 的数据包丢失，你就有 35% 的数据报丢失。 2% 的数据包丢失等于 60% 的数据报丢失。

您需要使您的广播数据报足够小，以免碎片化。如果您有一个 65,507 字节块的流，而您无法更改必须拥有整个块才能使数据有用的事实，那么天真的 UDP 广播是不好的选择。

我必须更多地了解您的应用程序的细节才能提出明智的建议。但是，如果您有一个大约 64KB 的数据块，这样您需要整个数据块才能使数据有用，并且您无法更改它，那么您应该使用一种方法将该数据分成具有一些冗余的片段，这样有些碎片可能会丢失。使用erasure coding，您可以将 65,507 字节的数据分成 46 个块，每块 1,490 字节，这样就可以从任意 44 个块中重构出原始数据。这将容忍适度的数据报丢失，数据大小仅增加约 4%。

【讨论】：

（致 OP）一个选项是将 UDP 消息拆分为几个更小的 UDP 消息，因此如果一个数据包丢失，只有一小部分数据丢失。当然，这意味着您可能需要一种机制来在接收方“重建”原始消息，这可能会要求重复丢失的数据报。在 UDP 上有效地实现（类似于）TCP。

我有一个 android 应用程序，它使用 opencv 分析来自相机的帧并通过 UDP 将这些帧发送到另一台设备。我将尝试压缩更多帧并划分为具有冗余的图表，并研究擦除代码。谢谢你的提示。我只是不明白为什么平均执行 1 分钟后包丢失更大。

你是在最大化带宽还是有足够的空间？

TCP 会遇到同样的性能问题，因为整个数据包都被丢弃，如果单个片段丢失，则必须重新发送。这是因为可靠性是在数据包级别而不是片段级别实现的。 然而 TCP 堆栈几乎总是尝试将消息拆分为小于 MTU 的数据包，从而避免碎片化。本质上是在 TCP 层将消息预分片成更小的数据包，这样如果单个小数据包丢失，TCP 层可以重新发送它并重建更大的消息。对于不可避免的大消息，TCP 可能比 UDP 执行得更好。

【参考方案2】：

当您需要可靠且正确排序的交付时，专门使用 TCP 而不是 UDP。但假设您确实需要 UDP 进行广播，您可以：

调试网络以查看数据包丢失的方式和位置，或者可能是接收器阻塞/滞后。但通常你无法控制这些事情。是否涉及 WiFi 网络？如果是这样，很难获得良好的 QoS。

在应用层做一些事情来确保有序和可靠的交付。例如，SIP 通常使用 UDP，但该协议使用事务和序列号，因此客户端和服务器将根据需要重新传输消息。

实现丢包隐藏。使用数学，接收器可以重新创建丢失的数据包，类似于 RAID 磁盘设置如何丢失驱动器并仍然运行。

您的设置可以正常工作一分钟，然后并不暗示广播或接收端存在网络拥塞或软件拥塞。

你能用 Wireshark 做一些数据包捕获并分享结果吗？

【讨论】：

我不知道 Wireshark。我会读到它。我没想过要在网络上进行调试。对我来说了解正在发生的事情并进一步了解它可能是一个好主意。感谢您的提示。

我只是选择了 UDP，因为我的应用程序要发送一系列图像，每个包一个图像，如果应用程序丢失了一些包，那也没有问题。我希望传输尽可能快，所以我选择了 UDP。数据通过使用 WIFI 的专用网络传输。