UDT协议-基于UDP的可靠数据传输协议 (2).docx

UDT（User Datagram Transport）协议是一种基于用户数据报协议（UDP）的可靠数据传输协议，设计初衷是为了在高带宽时延乘积（BDP）的网络环境中提供高效、公平和稳定的传输服务，尤其适用于大数据量传输场景，如网格计算、远程仪器访问、分布式数据挖掘和高分辨率多媒体流。UDT的出现是为了弥补TCP在高BDP网络中的不足，TCP的拥塞控制算法在这些环境中可能导致低效和不公平的带宽分配。 UDT的设计目标包括效率、公平和稳定性。它能够使单个或少数UDT流充分利用高带宽连接，即使带宽波动很大。同时，UDT确保并发流公平地共享带宽，不受带宽瓶颈、启动时间或往返时间（RTT）差异的影响。为了确保稳定性，UDT的发送速率能快速收敛到可用带宽，并避免拥塞崩溃。 UDT协议的结构分为发送和接收两部分，两者共享同一UDP端口进行通信。发送端根据流量控制和速率控制策略发送（和重传）数据，而接收端接收数据包和控制包，并根据接收到的信息发送控制包。接收端还负责处理拥塞控制和可靠性控制，包括RTT和带宽估计、应答和重传机制。 UDT的数据包和控制包通过包头的第一个位（标志位）进行区分。数据包包含唯一的包序列号，用于确认和重传。控制包则包含各种控制信息，如拥塞控制信号和状态更新。UDT的包大小通常是固定的，类似于TCP的MSS（最大段大小），并可以通过应用程序设置。通过接收端的包速率和接收缓冲区大小来动态调整流控制参数。 UDT的拥塞控制算法将速率控制与窗口控制结合，通过实时的带宽估计来调整发送速率，同时使用接收端的反馈来限制最大的未确认包数量。速率控制周期与RTT估计相关联，而流控参数则依赖于数据到达速度和接收缓冲区容量。 UDT旨在为需要高带宽和低延迟的应用提供一种替代TCP的选择，尤其是在大规模分布式系统和高带宽网络环境下。UDT的优化设计使其能够更有效地利用网络资源，提高数据传输性能，并确保公平性，以满足现代计算和通信需求。