基于UDP实现多媒体信息通信机制

友情推荐一位大神的一篇文章:抢占式和非抢占式的进程调度,搞调度比搞通讯协议有趣多了!

最近有个项目需要仿照QQ设计一个高性能即时通信应用,其中涉及到传输图片、视频、大块文字的需求。为了实现高性能的同时减少带宽占用,我们参考了QQ通信协议以及Google Protocol Buffers的精简设计理念设计了一套基于UDP的多媒体即时通信机制,达到低带宽、高性能的效果。

QQ通信协议

QQ在即时通信应用中并没有采用XMPP、HTTP等上层的协议进行消息通信,主要是基于效率的考虑:XMPP、HTTP等上层的传输协议为了保证易用性、通用性,包含了太多对应用无用的数据,从带宽、性能方面而言并不是特别优秀。QQ通信的数据结构和Protocol Buffers的机制类型,通过对数据进行序列化反序列化直接进行传输。但是QQ的通信仍然是基于TCP的,而我们项目的场景要求对流量使用有着变态的要求,因此我们尝试基于UDP的方式底层机制来实现。

目标与问题

项目要求传输的数据至少包括如下数据类型:文字、语音、图片、视频、文档、其他等。
由于UDP协议中每个包传输的数据大小有限并且UDP是不可靠的通信传输方式,会导致出现粘包和丢包的情况,设计不当的话其效率将比TCP/HTTP这类传统传输协议低效得多,因此在实现中既要处理好粘包的情况,也要处理好丢包的情况。

数据结构设计

在协议字段上,我们参考了QQ的TCP传输协议,将数据进行分片打包的方式进行流式处理。

序号 字段 类型 描述
1 tag byte[2] 传输协议包头固定
1. 实验目的 调度的实质是操作系统按照某种预定的策略来分配资源。进程调度的目的是分配CPU资源。由于进程调度程序执行的频率很高,因此调度算法的好坏直接影响到操作系统的性能。本实验的目的是编程模拟实现几种常用的进程调度算法,通过对几组进程分别使用不同的调度算法,计算进程的平均周转时间和平均带权周转时间,比较各种算法的性能优劣。 2. 实验原理 [1]. 进程调度算法描述 进程调度算法包括先来先服务调度算法、最短作业时间优先(抢占式和非抢占式)、最高响应比调度算法4种。(每个人必须做FCFS,然后在后面的三种中任选一种,即每个人必须做2种调度算法的模拟。) [2]. 衡量算法性能的参数 计算进程的平均周转时间和平均带权周转时间。 3. 实验内容 (1)编程实现本实验的程序,要求: [1]. 建立进程的进程控制块,进程控制块至少包括: a) 进程名称; b) 进程需要执行时间; c) 进入就绪队列时间; d) 进程执行开始时间 e) 进程执行结束时间 [2]. 编程实现调度算法。 [3]. 进程及相关信息的输入。这些信息可以直接从键盘上输入,也可以从文件读取。 [4]. 时间片与时间流逝的模拟。本实验需要对算法的执行计时,程序应该提供计算时间的方法。一种最简单的方法是使用键盘,比如每敲一次空格代表一个时间片的流逝。另一种方法是使用系统时钟。 [5]. 一组进程序列执行完毕,打印出结果信息。程序需要计算出每个进程的开始执行时间、结束时间、周转时间和带权周转时间,并为整个进程序列计算平均周转时间和平均带权周转时间。程序将计算结果按一定的格式显示在计算机屏幕上或输出到文件中。打印出进程调度顺序图。 [6]. 实现数据在磁盘文件上的存取功能。 (2)对下列就绪进程序列分别使用上面的几种算法进行调度,计算每种算法下的平均周转时间和平均带权周转时间。 进程号 到达时间 要求执行时间 0 0 1 1 1 35 2 2 10 3 3 5 4 6 9 5 7 21 6 9 35 7 11 23 8 12 42 9 13 1 10 14 7 11 20 5 12 23 3 13 24 22 14 25 31
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