rudp melaksanakan nodejs

Dalam bidang komunikasi rangkaian, RUDP (Reliable UDP) ialah protokol penghantaran yang boleh dipercayai berdasarkan protokol UDP (User Datagram Protocol). Berdasarkan protokol UDP, ia menambahkan ciri seperti kebolehpercayaan, kawalan aliran dan kawalan kesesakan, membolehkannya memainkan peranan penting dalam beberapa senario yang paling boleh dipercayai untuk penghantaran data. Di bawah ini kami akan memperkenalkan cara melaksanakan protokol RUDP dalam Node.js.

1. Gambaran keseluruhan RUDP

Dalam komunikasi Internet, protokol UDP ialah salah satu protokol penghantaran yang paling biasa digunakan. Walau bagaimanapun, protokol UDP tidak menjamin kebolehpercayaan penghantaran data, dan masalah seperti kehilangan paket mungkin berlaku semasa penghantaran data. Untuk menyelesaikan masalah ini, protokol RUDP diwujudkan.

Untuk melaksanakan sistem komunikasi rangkaian berdasarkan protokol RUDP, anda perlu mempunyai ciri-ciri berikut:

1 Kebolehpercayaan:

Protokol RUDP boleh memastikan bahawa paket data boleh dihantar sepenuhnya dan betul ke destinasi untuk mengelakkan kehilangan paket, penghantaran semula, dsb.

2. Kawalan aliran:

Kawalan aliran boleh menghalang pengirim paket data daripada menghantar terlalu banyak data, menyebabkan kesesakan rangkaian.

3. Kawalan kesesakan:

Kawalan kesesakan dapat memastikan kestabilan rangkaian, mengelakkan kesesakan rangkaian dan mengekalkan kelancaran rangkaian.

2. Pelaksanaan RUDP

Dalam Node.js, anda boleh menggunakan modul dgram untuk melaksanakan protokol RUDP. Mula-mula, kita perlu mentakrifkan contoh RUDP dan menentukan alamat IP dan nombor port pengirim dan penerima:

const dgram = require('dgram');
const RUDP = require('rudp');

const client = dgram.createSocket('udp4');
const server = dgram.createSocket('udp4');

const rudpClient = new RUDP(client, { remoteAddress: '127.0.0.1', remotePort: 5000 });
const rudpServer = new RUDP(server, { localAddress: '127.0.0.1', localPort: 5000 });

Dalam kod di atas, kami menggunakan kaedah dgram.createSocket untuk mencipta soket UDP, dan kemudian Gunakan kelas RUDP untuk memulakan tika RUDP dan nyatakan maklumat penghantar atau penerima yang sepadan dengan tika itu.

Seterusnya, kita perlu melaksanakan tiga ciri protokol RUDP: kebolehpercayaan, kawalan aliran dan kawalan kesesakan.

1. Kebolehpercayaan

Kebolehpercayaan protokol RUDP memastikan kualiti penghantaran data melalui mekanisme pengesahan dan penghantaran semula. Dalam pelaksanaan RUDP, kita perlu mendengar mesej pengakuan yang dihantar oleh penerima. Setelah penerima berjaya menerima paket, mesej pengakuan dihantar secara automatik.

rudpServer.on('message', (data, rinfo) => {
  // 处理接收到的数据包
  // 发送确认信息
  rudpServer.sendAck(rinfo, seq);
});

Dalam penimbal pengirim sendiri, paket yang dihantar perlu disimpan dan disimpan ke dalam baris gilir hantar. Pengirim secara berkala mendapatkan paket data dari baris gilir penghantaran dan menghantarnya, dan menunggu maklumat pengesahan daripada penerima.

// 发送数据包
rudpClient.send(data, (err) => {
  if (err) {
    console.log('Send error:', err.message);
  } else {
    // 数据包放入发送队列
    // 等待确认
  }
});

// 接收确认信息
rudpClient.on('ack', (ack) => {
  // 从发送队列中删除该数据包
});

2. Kawalan aliran

Kawalan aliran boleh memastikan bahawa pengirim paket data tidak menghantar terlalu banyak data, menyebabkan kesesakan rangkaian. Dalam pelaksanaan RUDP, kita perlu menggunakan algoritma kawalan komunikasi antara penghantar dan penerima untuk mencapai kawalan aliran.

Pertama, kita perlu menentukan saiz tetingkap penghantaran dan tetingkap penerimaan. Tetingkap penghantaran dan tetingkap penerimaan masing-masing mewakili bilangan paket data yang boleh diproses oleh pengirim dan penerima pada bila-bila masa.

// 发送窗口的大小
const MAX_WINDOW_SIZE = 1024 * 1024; // 1MB

// 数据包大小
const PACKET_SIZE = 1024; // 1KB

// 发送窗口
let sendWindow = { base: 0, nextSeqnum: 0, maxSeqnum: 0, size: MAX_WINDOW_SIZE / PACKET_SIZE };

// 接收窗口
let recvWindow = { base: 0, maxSeqnum: 0, size: MAX_WINDOW_SIZE / PACKET_SIZE };

Pengirim perlu menyemak sama ada saiz tetingkap hantar melebihi had sebelum menghantar paket kepada penerima. Jika saiz tetingkap hantar melebihi had, paket tidak boleh dihantar.

// 发送数据包
rudpClient.send(data, (err) => {
  if (err) {
    console.log('Send error:', err.message);
  } else {
    // 数据包放入发送队列
    if (sendWindow.nextSeqnum < sendWindow.base + sendWindow.size) {
      // 发送窗口大小未超限，可以发送数据包
    } else {
      // 发送窗口大小已超限，等待下一个时钟周期
    }
  }
});

Sebelum menerima paket data, penerima perlu menyemak sama ada tetingkap penerima mempunyai ruang yang mencukupi untuk menyimpan paket data. Jika tetingkap terima tidak mempunyai ruang yang cukup untuk menyimpan paket, paket tidak boleh diterima.

rudpServer.on('message', (data, rinfo) => {
  if (recvWindow.maxSeqnum - recvWindow.base < recvWindow.size) {
    // 接收窗口大小有空间，可以接收数据包
  } else {
    // 接收窗口大小已满，等待下一个时钟周期
  }
});

3. Kawalan kesesakan

Kawalan kesesakan dapat memastikan kestabilan rangkaian dan mengekalkan kelancaran rangkaian. Dalam pelaksanaan RUDP, kawalan kesesakan boleh dilaksanakan menggunakan algoritma kawalan kesesakan.

Algoritma kawalan kesesakan dibahagikan secara kasar kepada dua fasa berikut:

Fasa mula perlahan: Dalam fasa mula perlahan, setiap kali pengirim berjaya menghantar paket data, saiz kesesakan tetingkap digandakan sehingga mencapai nilai maksimum.

Fasa mengelakkan kesesakan: Semasa fasa mengelakkan kesesakan, penghantar memperlahankan peningkatan saiz tetingkap kesesakan kepada hanya satu paket bagi setiap kitaran perjalanan pergi dan balik.

const cwnd = { ssthresh: MAX_WINDOW_SIZE / PACKET_SIZE, size: PACKET_SIZE };

// 慢启动阶段
while (cwnd.size < cwnd.ssthresh) {
  // 发送数据包并等待确认
  cwnd.size += PACKET_SIZE;
}

// 拥塞避免阶段
while (true) {
  for (let i = 0; i < cwnd.size / PACKET_SIZE; i++) {
    // 发送数据包并等待确认
  }
  cwnd.size += PACKET_SIZE / cwnd.size;
}

Selepas pelaksanaan selesai, kita boleh memulakan contoh RUDP melalui arahan berikut:

rudpServer.bind(5000, () => {
  console.log('Server started...');
});

rudpClient.connect(() => {
  console.log('Client started...');
});

Di atas ialah cara untuk melaksanakan protokol RUDP dalam Node.js. Dengan mempelajari dan memahami pelaksanaan RUDP, kita boleh lebih mudah menguasai aplikasinya dalam komunikasi rangkaian, seterusnya mencapai penghantaran data yang boleh dipercayai.

Atas ialah kandungan terperinci rudp melaksanakan nodejs. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!