Rudp implémente Nodejs

Dans le domaine de la communication réseau, RUDP (Reliable UDP) est un protocole de transmission fiable basé sur le protocole UDP (User Datagram Protocol). Basé sur le protocole UDP, il ajoute des fonctionnalités telles que la fiabilité, le contrôle de flux et le contrôle de congestion, lui permettant de jouer un rôle important dans certains des scénarios de transmission de données les plus fiables. Ci-dessous, nous présenterons comment implémenter le protocole RUDP dans Node.js.

1. Présentation de RUDP

Dans la communication Internet, le protocole UDP est l'un des protocoles de transmission les plus couramment utilisés. Il est simple et efficace. Cependant, le protocole UDP ne garantit pas la fiabilité de la transmission des données et des problèmes tels qu'une perte de paquets peuvent survenir lors de la transmission des données. Afin de résoudre ces problèmes, le protocole RUDP a vu le jour.

Pour mettre en œuvre un système de communication réseau basé sur le protocole RUDP, vous devez avoir les caractéristiques suivantes :

1 Fiabilité :

Le RUDP. Le protocole peut garantir que les paquets de données peuvent être transmis complètement et correctement à la destination, évitant ainsi la perte de paquets, la retransmission et d'autres phénomènes.

2. Contrôle de flux :

Le contrôle de flux peut empêcher l'expéditeur du paquet de données de transmettre trop de données, provoquant une congestion du réseau.

3. Contrôle de la congestion :

Le contrôle de la congestion peut garantir la stabilité du réseau, éviter la congestion du réseau et maintenir la fluidité du réseau.

2. Implémentation de RUDP

Dans Node.js, vous pouvez utiliser le module dgram pour implémenter le protocole RUDP. Tout d'abord, nous devons définir une instance RUDP et spécifier l'adresse IP et le numéro de port de l'expéditeur et du destinataire :

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 });

Dans le code ci-dessus, nous utilisons la méthode dgram.createSocket pour créer un socket UDP , puis utilisez la classe RUDP pour initialiser une instance RUDP et spécifier les informations d'expéditeur ou de destinataire correspondant à l'instance.

Ensuite, nous devons implémenter les trois caractéristiques du protocole RUDP : la fiabilité, le contrôle de flux et le contrôle de congestion.

1. Fiabilité

La fiabilité du protocole RUDP assure la qualité de transmission des données grâce au mécanisme de confirmation et de retransmission. Dans l'implémentation RUDP, nous devons écouter le message d'accusé de réception envoyé par le récepteur. Une fois que le destinataire reçoit le paquet avec succès, un accusé de réception est automatiquement envoyé.

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

Dans le propre tampon de l'expéditeur, le paquet envoyé doit être enregistré et stocké dans la file d'attente d'envoi. L'expéditeur obtient périodiquement des paquets de données de la file d'attente d'envoi, les envoie et attend les informations de confirmation du destinataire.

// 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. Le contrôle de flux

Le contrôle de flux peut garantir que l'expéditeur du paquet de données n'envoie pas trop de données, provoquant une congestion du réseau. Dans l'implémentation RUDP, nous devons utiliser l'algorithme de contrôle de communication entre l'expéditeur et le destinataire pour obtenir un contrôle de flux.

Tout d'abord, nous devons définir la taille de la fenêtre d'envoi et de la fenêtre de réception. La fenêtre d'envoi et la fenêtre de réception représentent respectivement le nombre de paquets de données que l'expéditeur et le destinataire peuvent traiter à tout moment.

// 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 };

Avant d'envoyer un paquet de données au destinataire, l'expéditeur doit vérifier si la taille de la fenêtre d'envoi dépasse la limite. Si la taille de la fenêtre d'envoi dépasse la limite, le paquet ne peut pas être envoyé.

// 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
    }
  }
});

Avant de recevoir le paquet de données, le récepteur doit vérifier si la fenêtre de réception dispose de suffisamment d'espace pour stocker le paquet de données. Si la fenêtre de réception ne dispose pas de suffisamment d'espace pour stocker le paquet, celui-ci ne peut pas être reçu.

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. Contrôle de la congestion

Le contrôle de la congestion peut assurer la stabilité du réseau et maintenir la fluidité du réseau. Dans une implémentation RUDP, le contrôle de congestion peut être implémenté à l'aide d'algorithmes de contrôle de congestion.

L'algorithme de contrôle de congestion est grossièrement divisé en deux étapes :

Étape de démarrage lent : dans l'étape de démarrage lent, chaque fois que l'expéditeur envoie avec succès un paquet de données, le la fenêtre de congestion sera La taille est doublée jusqu'à ce que la valeur maximale soit atteinte.

Phase d'évitement de congestion : Pendant la phase d'évitement de congestion, l'expéditeur ralentit l'augmentation de la taille de la fenêtre de congestion à un seul paquet par cycle aller-retour.

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;
}

Une fois l'implémentation terminée, nous pouvons démarrer l'instance RUDP via la commande suivante :

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

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

Ce qui précède explique comment implémenter le protocole RUDP dans Node.js. En apprenant et en comprenant la mise en œuvre de RUDP, nous pouvons maîtriser plus facilement son application dans les communications réseau, obtenant ainsi une transmission de données fiable.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!