KCP源码解析系列（二）KCP协议结构体

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于 2024-08-13 16:54:20 首次发布

一、KCP协议包

1.1 kcp协议包

kcp中只有一种数据包，不管是数据还是控制信息，都用这个数据包来表示

0               4   5   6       8 (BYTE)
+---------------+---+---+-------+
|     conv      |cmd|frg|  wnd  |
+---------------+---+---+-------+   8
|     ts        |     sn        |
+---------------+---------------+  16
|     una       |     len       |
+---------------+---------------+  24
|                               |
|        DATA (optional)        |
|                               |
+-------------------------------+

  1. conv (4 bytes): 会话号，用于区分不同的会话。由于kcp不处理握手，可以通过两端

  2. cmd (1 byte): 命令类型，可能的命令类型包括：

    • IKCP_CMD_PUSH（数据包）

    • IKCP_CMD_ACK（确认包）

    • IKCP_CMD_WASK（窗口探测包，请求对方告知窗口大小）

    • IKCP_CMD_WINS（窗口大小通告包，告知对方窗口大小）

      • <
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KCP源码解析系列（一）KCP协议介绍
wushakun的博客
08-13 1653
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 介绍与源代码分析_KCP源码分析
weixin_29903043的博客
12-28 610
本文为自己的理解，不代表完全正确，如有错误还请批评。KCP的一些概念性东西这里就不介绍了，感兴趣的同学可以自行谷歌，本文主要分析KCP的源码。CommandSegmentKCP包头结构Property消息发送时： buffer -> snd_queue -> snd_buf 消息接收时：rcv_buf -> rcv_queue -> buffer所以这里的两个queu...
KCP原理与源码解析
Zx13170918986的博客
07-24 1705
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。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。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。RTO翻倍vs不翻倍。...
KCP 协议源码解析
you_fathe的博客
08-20 2941
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KCP源码解析系列（三）IQUEUEHEAD 队列
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08-16 373
/此结构定义了双向队列的节点。每个节点包含两个指针：next指向下一个节点，prev指向上一个节点。
KCP协议和源码解析
Fiyanna的博客
12-30 1891
官方简介：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。KCP可以当作一个应用层的协议，通常使用UDP作为底层协议，在提供可靠传输机制的情况下提高传输速度。那为什么不直接使用TCP呢？
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什么是KCP？为什么要使用KCP？ KCP是一个速可靠协议。它主要的设计目的是为了解决在网络拥堵的情况下tcp协议网络速度慢的问题，增大网络传输速率，但相当于TCP而言，会相应的牺牲一部分带宽。 kcp没有规定下层传输协议，一般用udp作为下层传输协议。kcp层协议的数据包在udp数据报文的基础上增加控制头。当用户数据很大，大于一个udp包能承担的范围时（大于mss），kcp会将用户数据分片存
Java中使用KCP协议
何小成的成长记录
12-21 2128
传统游戏项目一般使用TCP协议进行通信，得益于它的稳定和可靠，不过在网络不稳定的情况下，会出现丢包严重。 不过近期有不少基于UDP的应用层协议，声称对UDP的不可靠进行了改造，这意味着我们既可以享受网络层提供稳定可靠的服务，又可以享受它的速度。 KCP就是这样的一个协议 不过网上说的再天花乱坠，我们也得亲自调研，分析源码和它的机制，并测试它的性能，是否满足项目上线要求。本文从C版本的源码入手理解KCP的机制，再研究各种Java版本的实现 一、KCP协议 原版源码（C代码）：https://github..
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02-20
KCP库代码，github上下载。KCP是一个快速可靠协议。它主要的设计目的是为了解决在网络拥堵的情况下TCP协议网络速度慢的问题，增大网络传输速率，但相当于TCP而言，会相应的牺牲一部分带宽。
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09-05 734
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03-27 562
搜索入队的函数iqueue_entry 可以发现在调用ikcp_parse_ack时候 会处理snd_buf中的数据。上文发现了queue读取的时候希望buf是要有序的,那buf里的分片是否是有序的呢,不是可以选择重传了吗。是否是重传后插入到对应的位置然后在一口气写到queue中呢。在ikcp_input函数中调用。
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12-21 1万+
简介 这部分摘自https://github.com/skywind3000/kcp，这是源码的官方网站，有一些使用介绍，其他各种衍生版本，在实际中的使用情况以及一些测试比较分析。 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...
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diyxuan的博客
08-25 1724
该文章记录了自己阅读kcp源码的过程，梳理了kcp的整体结构以及主要函数功能，方便进行理解吸收~
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### 使用KCP协议栈进行网络通信与优化传输 KCP是一种快速可靠的UDP协议实现，专为高延迟、高丢包率的网络环境设计。它通过引入选择性重传、滑动窗口、拥塞控制等机制，在UDP之上构建出一种高效的可靠传输方式。KCP在游戏、实时音视频传输、物联网等领域具有广泛应用价值。 #### 集成KCP协议栈的基本步骤 1. **初始化KCP对象** 每个KCP连接需要一个唯一的`ikcpcb`结构体实例，用于管理状态和配置参数。例如： ```c ikcpcb *kcp = ikcp_create(conv, user); ``` 其中`conv`是会话标识符，`user`是用户自定义数据指针[^2]。 2. **设置回调函数** KCP需要一个发送函数来将数据包通过UDP发送出去。开发者需实现该回调并注册到KCP对象中： ```c kcp->output = my_udp_output; ``` `my_udp_output`函数负责调用底层socket API（如`sendto()`）完成实际的数据包发送[^2]。 3. **配置Nodelay模式** KCP支持多种延迟优化策略，可以通过`ikcp_nodelay()`函数启用低延迟模式，适用于对响应速度要求较高的场景： ```c ikcp_nodelay(kcp, 1, 10, 2, 1); ``` 上述参数分别表示是否开启nodelay、快速重传间隔、确认次数上限、最大窗口扩展因子等[^2]。 4. **更新时间戳** 定期调用`ikcp_update()`以驱动内部定时器逻辑，确保超时重传和ACK处理正常运行： ```c ikcp_update(kcp, current_time_in_ms); ``` 5. **接收并处理数据包** 当从UDP socket接收到数据时，应将其传递给KCP库进行解析和缓存： ```c ikcp_input(kcp, recvbuf, recvlen); ``` 6. **读取已接收数据** 最后，使用`ikcp_recv()`从缓冲区提取完整的消息内容： ```c char buffer[1024]; int len = ikcp_recv(kcp, buffer, sizeof(buffer)); ``` #### 示例代码：基于C语言的KCP客户端/服务端通信 以下是一个简化的KCP通信示例，展示了如何建立基本的点对点交互流程。 ```c #include "ikcp.h" // UDP输出回调函数 int udp_output(const char *buf, int len, ikcpcb *kcp, void *user) { // 实现具体的UDP发送逻辑 return sendto(...); } void server_loop() { struct sockaddr_in addr; int sock = socket(...); while (1) { char buf[1500]; int n = recvfrom(sock, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr*)&addr, &addrlen); ikcpcb *kcp = find_or_create_kcp_session(addr); // 自定义查找或创建会话逻辑 ikcp_input(kcp, buf, n); char out[1024]; while ((n = ikcp_recv(kcp, out, sizeof(out))) > 0) { process_data(out, n); // 处理接收到的数据 } ikcp_update(kcp, current_time()); } } ``` ```c void client_start() { ikcpcb *kcp = ikcp_create(0x12345678, NULL); // 创建KCP实例 kcp->output = udp_output; ikcp_nodelay(kcp, 1, 10, 2, 1); // 启用低延迟模式 while (1) { const char *msg = "Hello"; ikcp_send(kcp, msg, strlen(msg)); // 发送消息 // 更新KCP状态 ikcp_update(kcp, current_time()); sleep_ms(100); } } ``` #### 性能优化技巧 - **调整窗口大小** 通过修改`wndsize`字段可以控制发送和接收窗口的大小，影响并发能力和吞吐量。增大窗口有助于提高带宽利用率，但也可能增加内存消耗。 - **启用FEC前向纠错** 在极端丢包环境下，结合FEC技术可以在不依赖重传的情况下恢复部分丢失的数据包，从而降低延迟。 - **动态调整RTO** 根据RTT测量结果自动调整重传超时时间（RTO），避免在网络状况变化时出现不必要的重传。 - **多路复用** 单个UDP套接字上可同时处理多个KCP连接，减少系统资源占用并提升整体效率。 - **异步I/O模型** 利用epoll/io_uring等高性能IO机制，实现非阻塞式的KCP处理流程，进一步释放CPU潜力。 ---
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