UDP数据包大小和数据包丢失问题

Question

我正在编写一个程序，使用基于UDP的停止和等待协议在局域网和广域网上传输数据包。最近，我测试了我的程序并发现更大的数据包（接近64k字节）的丢包率更高。直觉上这是有道理的，但实际上是什么原因呢？

- covertbob

Answer 1

超过携带它们的网络MTU大小的UDP数据包将自动分割成多个数据包，并由接收方重新组合。如果这些多个子数据包中的任何一个被丢弃，那么接收方也会丢弃其余的数据包。

例如，如果您发送一个63k UDP数据包，并且通过以太网发送，它将被分解为47个更小的“片段”数据包（因为以太网的MTU为1500字节，但其中一些用于UDP头等，因此UDP数据包中可用的用户数据空间小于那个值）。只有当所有47个或更多的数据包成功到达时，接收方才会“看到”该UDP数据包。如果其中一个片段数据包丢失，整个操作将失败。

- Jeremy Friesner

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你不能发送一个64k数据包。最大的UDP有效负载是65507字节。 - user207421

好的，如果我们要挑毛病的话，一个携带65507字节负载的UDP数据包长度为65535字节（包括头部）--比64KiB少一个字节。但出于准确性考虑，我会把我的例子改为63k。 - Jeremy Friesner

这样做的影响是，少量的数据包丢失可能会显著影响性能。例如，如果您有2％的数据包丢失，平均而言您将丢失50％的数据包，从而导致吞吐量显着下降。请参见：https://dev59.com/L3fZa4cB1Zd3GeqPQltI#19057666 - AaronLS

Answer 2

嗯，数据网络远非可靠；包经常会丢失。过载的路由器、满的缓冲区和损坏的数据包是一些原因。由于UDP没有流量控制功能，所以如果接收端过载，它不能减速。

正如Jeremy所解释的那样，负载越大，它就会被分成更多的包，因此失去其中一些的机会会更大。

UDP在以下情况下使用：在这种情况下，偶尔丢失一个数据包不会影响任何事情，或者你需要某些东西及时到达或者根本不到达。（VOIP，流媒体视频等）

- Nick

Answer 3

这都与IP分片和重组有关。如果数据包大于MTU，则需要在最终主机上进行分片和重组，还有可能在路径上再次分片，这会增加延迟。有时，如果某个网络元素配置了第4层过滤，则它会进行重组（而不是最终主机），应用规则，然后再次分片并转发。这就是需要性能的应用程序总是尝试发送大小为<=（MTU-ETHHDR-IPHDR）的数据的原因。

- Yusuf Khan