KCP kcptun

简介

KCP是一个快速可靠协议，能以比 TCP浪费10%-20%的带宽的代价，换取平均延迟降低 30%-40%，且最大延迟降低三倍的传输效果。纯算法实现，并不负责底层协议（如UDP）的收发，需要使用者自己定义下层数据包的发送方式，以 callback的方式提供给 KCP。 连时钟都需要外部传递进来，内部不会有任何一次系统调用。

整个协议只有 ikcp.h, ikcp.c两个源文件，可以方便的集成到用户自己的协议栈中。也许你实现了一个P2P，或者某个基于 UDP的协议，而缺乏一套完善的ARQ可靠协议实现，那么简单的拷贝这两个文件到现有项目中，稍微编写两行代码，即可使用。

技术特性

TCP是为流量设计的（每秒内可以传输多少KB的数据），讲究的是充分利用带宽。而 KCP是为流速设计的（单个数据包从一端发送到一端需要多少时间），以10%-20%带宽浪费的代价换取了比 TCP快30%-40%的传输速度。TCP信道是一条流速很慢，但每秒流量很大的大运河，而KCP是水流湍急的小激流。KCP有正常模式和快速模式两种，通过以下策略达到提高流速的结果：

RTO翻倍vs不翻倍：

TCP超时计算是RTOx2，这样连续丢三次包就变成RTOx8了，十分恐怖，而KCP启动快速模式后不x2，只是x1.5（实验证明1.5这个值相对比较好），提高了传输速度。

选择性重传 vs 全部重传：

TCP丢包时会全部重传从丢的那个包开始以后的数据，KCP是选择性重传，只重传真正丢失的数据包。

快速重传：

发送端发送了1,2,3,4,5几个包，然后收到远端的ACK: 1, 3, 4, 5，当收到ACK3时，KCP知道2被跳过1次，收到ACK4时，知道2被跳过了2次，此时可以认为2号丢失，不用等超时，直接重传2号包，大大改善了丢包时的传输速度。

延迟ACK vs 非延迟ACK：

TCP为了充分利用带宽，延迟发送ACK（NODELAY都没用），这样超时计算会算出较大 RTT时间，延长了丢包时的判断过程。KCP的ACK是否延迟发送可以调节。

UNA vs ACK+UNA：

ARQ模型响应有两种，UNA（此编号前所有包已收到，如TCP）和ACK（该编号包已收到），光用UNA将导致全部重传，光用ACK则丢失成本太高，以往协议都是二选其一，而 KCP协议中，除去单独的 ACK包外，所有包都有UNA信息。

非退让流控：

KCP正常模式同TCP一样使用公平退让法则，即发送窗口大小由：发送缓存大小、接收端剩余接收缓存大小、丢包退让及慢启动这四要素决定。但传送及时性要求很高的小数据时，可选择通过配置跳过后两步，仅用前两项来控制发送频率。以牺牲部分公平性及带宽利用率之代价，换取了开着BT都能流畅传输的效果。

QuickStart

Download precompiled Releases.

KCP Client: ./client_darwin_amd64 -r "KCP_SERVER_IP:4000" -l ":8388" -mode fast2
KCP Server: ./server_linux_amd64 -t "TARGET_IP:8388" -l ":4000" -mode fast2

The above commands will establish port forwarding for 8388/tcp as:

Application -> KCP Client(8388/tcp) -> KCP Server(4000/udp) -> Target Server(8388/tcp)

Tunnels the original connection:

Application -> Target Server(8388/tcp)

Install from source

$go get -u github.com/xtaci/kcptun/client
$go get -u github.com/xtaci/kcptun/server

All precompiled releases are genereated from build-release.sh script.

Performance

Basic Tuning Guide

Improving Thoughput

Q: I have a high speed network link, how to reach the maximum bandwidth?

A: Increase -rcvwnd on KCP Client and -sndwnd on KCP Server simultaneously & gradually, the mininum one decides the maximum transfer rate of the link, as wnd * mtu / rtt; Then try downloading something and to see if it meets your requirements. (mtu is adjustable by -mtu)

Improving Latency

Q: I'm using kcptun for game, I don't want any lag happening.

A: Lag means packet loss for most of the time, lags can be improved by changing -mode.

eg: -mode fast3

Aggresiveness/Responsiveness on retransmission for embeded modes are:

fast3 > fast2 > fast > normal > default

Expert Tuning Guide

Overview

https://github.com/skywind3000/kcp

https://github.com/xtaci/kcptun

http://www.cnblogs.com/findumars/p/5794040.html