Enet实现原理

一、Enet简介

• 在UDP（用户数据报协议）的基础上提供一个相对薄，简单且健壮的网络通信层，它的主要功能是可选的可靠，按顺序传送数据包。
• Enet省略了某些更高级别的网络功能，例如身份验证，服务发现，加密或其他特定于应用程序的类似任务，因此该库保持灵活，可移植且易于嵌入。

二、为啥需要Enet

• TCP不支持多信道
• TCP需要用户自己处理粘包问题
• UDP不支持排序，连接管理，带宽资源管理，数据包的大小有限制
• Enet实现了基于单一UDP，具有UDP和TCP等价功能，但比同时集成UDP和TCP更干净的统一协议 。

三、Enet实现

• 单连接多频道

• 连接管理

  • 建立连接

  

  • 断开连接

• 分片和重组

  MTU： Maxitum Transmission Unit） 最大传输单元，范围576-4K，默认1400
  
  

• 可靠传输

  • ACK
    接收方收到包后会给发送方发送包含接收到包序号的ACK包，
    发送方发包后一段时间没有收到ACK，会超时重传
    发送包收到ACK包后，会把包从发送队列移除
    

  • 网络状况评估指标

    RTT(Round-Trip Time)
    往返时延。是指数据从网络一端传到另一端所需的时间
    RTTs(RTT smoothed)
    一段时间内（5秒）的RTT加权平均值。RTTS[n] = RTTS[n-1] *7/8 +RTT[n]*1/8。
    RTTv(RTT variance)
    一段时间内（5秒）的RTT偏差加权平均值。RTTV[n]=RTTV[n-1]*3/4 + (RTT[n] - RTTS[n-1])1/4
    RTO(Retransmission TimeOut)
    重传超时时间。初始RTO=RTTs+4RTTv

  • 超时重传

    初始超时重传时间RTO = RTTs+4RTTv
    下次超时重传时间是上一次重传时间的两倍，但最大不超过500ms
    

  • 超时断开判定

    心跳： 如果没有发送中的包，超过500毫秒就会发送一个
    RTTO Limit： Min(30,Max(5,RTTO*32))
    earliestTimeout： 等待ACK包里最早的发送时间
    断开判定： currentTime-earliestTimeout > RTTO Limit

• 拥塞控制

  • 概念

    拥塞窗口： 拥塞窗口是发送端根据网络拥塞情况确定的窗口值
    发送窗口： 已发送，未被ack也未超时的数据包总字节大小
    发送窗口大于拥塞窗口限制，就不会再发送

  • 实现

    • 当前窗口大小计算：cwnd= maxwindows*packet throttle/ max throttle
    • 每Ack一次会重算packet throttle
    • Enet默认maxwindows ：64KB，minWindows：4KB
    • packet throttle 初始值32，max throttle默认值32
    • 如果last round min RTTs < last max RTTv，用最大流量发送，不使用拥塞控制
    • 如果RTT< last RTT， packet throttle加2
    • 如果RTT > last RTT+ 2*last round RTTv， packet throttle减2
      
      

  • 发送限制

    Enet序号最大64K,超过后从0开始
    Enet把发送包序号按4K一个组划分为16个组
    如果一个组所有发送包都没有被Ack，就停止发送数据