kcp到底是什么?
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发布时间：2024-10-22 19:48
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时间：2024-10-30 09:53
KCP是一种网络传输协议，被视为TCP的替代品，但运行于用户空间，专注于算法实现可靠传输，其特点是牺牲带宽以降低延迟。与TCP大公无私不同，KCP专注于提高传输效率，不顾及整个网络的拥塞情况。TCP在检测到丢包时，首要考虑的是网络拥塞，减慢自身速度以避免网络恶化，而KCP则立即重新传输，不耽误事。
KCP可以理解为可靠的UDP协议。UDP是面向无连接的协议，由于其实时性较好，通常用于游戏或音视频通话中。此外，它无需提前建立连接，节省设备资源，广泛应用于嵌入式设备。在大量数据传输（如文件下载）以及DNS中，客户端请求域名对应的地址环节，使用的是UDP。注意，DNS另一部分，域名服务器节点之间的数据同步则使用TCP。
为了提高UDP的可靠性，KCP在UDP协议上封装了一层可靠性传输机制，融合了TCP的安全性（如流量控制和拥塞控制）和UDP的实时性，并具备一定的灵活性（如超时重传、ACK机制等）。KCP协议是一个代表。
TCP的特点是可靠传输、流量控制、拥塞控制以及面向连接，而KCP基本可以调整这些参数，且无需建立或关闭连接的过程。
在KCP的协议头部中，包含有连接号、命令字、分片、接收窗口大小、时间戳、序列号、下一个可接收的序列号以及数据长度等关键信息。
KCP的流程包括数据接收和发送。数据接收时，数据被暂存于缓存中，并按序列号排序。发送时，数据先被放入缓存，随后进行分片以适应MTU（最大传输单元），再根据流量控制和拥塞控制进行发送。重要的是，不断调用ikcp_send()方法，数据会累积在snd_queue中，而对方的数据则会累积在对方的rcv_buf中。
KCP的确认机制分为una和单独的ACK。Una机制用于确认una之前的包全部收到，而单独的ACK机制则对特定的包进行确认。KCP优先检测una。KCP的重传机制灵活，允许自定义超时重传时间，并实现快速重传，当特定数量的数据包收到ACK时，即便未到该包的RTO（重传时间），也会立即重传。此外，KCP支持延迟ACK、非退让流控等特性，提高了传输效率。
KCP的实现原理是简单的算法实现，无需涉及底层调用。用户只需要在UDP系统调用时注册KCP回调函数即可使用。KCP可以理解为一个应用层协议。
对比TCP，KCP为了实现选择性重传（ARQ），维护接收窗口（滑动窗口）。收到有序数据会将其放入接收队列，以供应用层消费。若存在包丢失，会检查并根据设置的次数选择重传对应的包。
KCP使用数据包字段实现稳定通信，针对不同点进行优化。通过una和ACK机制实现选择性重传。发送逻辑涉及将数据分片放入发送队列，最终通过回调函数驱动实际数据发送。接收逻辑包括解析头部数据，解析ACK和UNA指令，以及处理数据报文。
KCP实现原理中，发送逻辑包括发送ACK、窗口探测、窗口大小调整、发送队列管理及重传逻辑等。接收逻辑处理数据包，解析头部信息，更新窗口大小，处理ACK和UNA指令等。这些操作确保了数据的稳定传输。
KCP的优点在于没有使用系统调用接口，无需建立/关闭连接（仅从KCP本身来看），并且可配置的参数较多。然而，学习成本相对较高，且可能受到某些运营商对UDP的*。
总的来说，KCP在丢包率高的网络环境下表现出色，特别是在对实时性要求较高的程序中，如LOL等。它通过算法优化实现了与TCP相似的功能，但在实时性和传输效率上提供了额外的优势，适用于游戏帧同步或数据实时传输领域。
