基于RUDP的可靠数据传输研究

目前保证数据可靠通信一般是采用传输控制协议TCP或SCTP。但这两种协议都不能很好的适应当前网络应用对数据传输的高效性和带宽适应性的要求。SCTP是基于流的传输协议,是一个无边界的协议,如果要将它应用于数据的通信中,就需要用户处理数据报的边界和完整性,这将不可避免的增加系统的开销并降低通信的效率。而TCP协议中的AIMD算法虽然减少了TCP拥塞窗口,但不能快速的恢复可用带宽。另外,TCP拥塞控制中的不公平的RTT(TCP分组的往返时间)造成了拥有不同RTT的并发TCP流不公平地分享带宽。随着网络带宽延时产品(BDP)的增加,TCP的RTT的算法严重的限制了TCP协议在广域网分布式计算的效率。 传输层的另一个广泛使用的协议是UDP用户数据报协议。UDP是基于消息的传输协议,主要用来支持需要在计算机之间传输数据的网络应用。通过使用端口号为不同的应用保留其各自的数据传输通道,UDP协议可以实现对同一时刻内多项应用同时发送和接收数据的支持。UDP协议是不需建立连接的一种传输协议,具有效率高、速度快和占用资源少等优点,在基于消息通信和实时系统中可以显著提高系统传输数据的效率。但是UDP没有保障可靠传送数据的传输机制,不能满足应用程序传输数据、消息的可靠性要求。为实现支持高性能数据传输,很自然的就会想到结合TCP和UDP的优点,在UDP之上增加一些保证数据可靠传递的控制机制,满足应用的需要。RUDP协议框架正是在这种背景下产生的。 作者在收集和分析了大量近年来国内外的数据传输文献资料后,对可靠数据传输技术进行了深入研究,根据RUDP协议框架和WinSocket技术,设计了RUDP通信软件模块,实现了分布式系统间可靠、高效的数据通信。 论文首先分析了可靠传输传技术的发展、研究方向和存在的问题;接着深入研究了RUDP协议的基本原理,着重阐述了RUDP的实现机制,包括滑动窗口机制、定时器管理机制以及速率控制机制;提出了基于RUDP的可靠数据传输的系统架构,确定了系统的设计目标,给出了系统的逻辑模型,分析了系统的逻辑模块结构,进行了各逻辑模块的设计;最后,根据论文中提出的逻辑模型,设计实现了基于RUDP的可靠数据传输系统,并详细分析了系统实现过程中所采用的主要关键技术,实际的比较了RUDP与TCP协议通信效率。为数据传输可靠性要求高的业务应用提供了参考依据。