java udp丢包_针对UDP丢包问题，进行系统层面和程序层面调优

转自：https://blog.youkuaiyun.com/xingzheouc/article/details/49946191

1. UDP概念

用户数据报协议(英语：User Datagram Protocol，缩写为 UDP)，又称使用者资料包协定，是一个简单的面向数据报的传输层协议，正式规范为RFC 768

在TCP/IP模型中，UDP为网络层以上和应用层以下提供了一个简单的接口。UDP只提供数据的不可靠传递，它一旦把应用程序发给网络层的数据发送出去，就不保留数据备份(所以UDP有时候也被认为是不可靠的数据报协议)。UDP在IP数据报的头部仅仅加入了复用和数据校验(字段)。

2. UDP丢包问题分析

由于UDP协议只提供数据的不可靠传输，数据包发出去后就不管了，数据包在网络的传输过程中都可能丢失。甚至即使数据包成功到达了接收端节点，也不意味着应用程序能够收到，因为要从网卡到达应用程序还需要经历很多阶段，每个阶段都可能丢包。

上图描述了一种应用程序接受网络数据包的典型路径图。

首先，NIC(网卡)接收和处理网络数据包。网卡有自己的硬件数据缓冲区，当网络数据流量太大，大到超过网卡的接收数据硬件缓冲区，这时新进入的数据包将覆盖之前缓冲区的数据包，导致丢失。网卡是否丢包取决于网卡本身的计算性能和硬件缓冲区的大小。

其次，网卡处理后把数据包交给操作系统缓冲区。数据包在操作系统阶段丢包主要取决于以下因素：

操作系统缓冲区的大小

系统的性能

系统的负载

网络相关的系统负载

最后，当数据包到达应用程序的socket缓冲区，如果应用程序不能及时从socket缓冲区把数据包取走，累积的数据包将会超出应用程序socket缓冲区阀值，导致缓冲区溢出，数据包丢失。数据包在应用程序阶段丢包主要取决于以下因素：

应用程序缓冲区大小

应用程序处理数据包的能力，即如何尽可能快的从缓冲区取走数据包

3. 针对UDP丢包问题，进行系统层面和程序层面调优

3.1 诊断

n  网卡缓冲区溢出诊断

在Linux操作系统中，可以通过netstat -i –udp  命令来诊断网卡缓冲区是否溢出，RX-DRP列显示网卡丢失的数据包个数。

For example: netstat -i –udp eth1

[root@TENCENT64 /usr/local/games/udpserver]# netstat -i –udp eth1

Kernel Interface table

Iface MTU Met RX-OK RX-ERR RX-DRPRX-OVR TX-OK TX-ERR TX-DRP TX-OVR Flg

eth1 1500012952182560307598497000BMRU

上图的输出显示3个数据包被网卡丢掉

可以通过增大网卡缓冲区来有效减少网卡缓冲区溢出。

n  操作系统内核网络缓冲区溢出诊断

在Linux操作系统中可以通过cat /proc/net/snmp | grep -w Udp命令来查看，InErrors 列显示当操作系统UDP队列溢出时丢失的UDP数据包总个数。

[root@TENCENT64 /usr/local/games/udpserver]# cat /proc/net/snmp | grep -w Udp

Udp: InDatagrams NoPorts InErrorsOutDatagrams RcvbufErrors SndbufErrors

Udp: 85942833112609927166563611 1514491665636110

有如下几种方法可以有效减缓操作系统缓冲区溢出：

1)     增大操作系统内核网络缓冲区的大小

2)     在数据包路径图中直接绕过操作系统内核缓冲区，通过使用用户空间栈或一些可以            绕过内核缓冲区的中间件 (e.g. Solarflare's OpenOnload).

3)     关闭未使用的网络相关的应用和服务使操作系统的负载降到最低

4)     系统中仅保留适当数量