技术盛宴——瑞杰云桌面EST协议的RUTP传输技术

作者:瑞杰云桌面产品事业部科技集团

00前言

摘要

9瑞杰云桌面科技协议最早只适用于局域网。为了满足远程办公即跨广域网办公的需要，应该支持更符合弱网络实时传输要求的UDP传输协议(原版本只支持TCP协议)

结合云桌面场景分析，提出了一种新的传输协议，称为RUTP协议，是一种基于UDP的可靠的用户层传输协议该协议在一定程度上解决了网络丢包导致的卡顿使用问题。

关键词

UDP，RUTP，用户空间，EST，TCP

术语表

01概述

随着网络的发展，广域网带宽越来越大，在广域网中使用云桌面成为可能。然而，与局域网相比，广域网具有延迟更高、丢包率更高的特点，导致云桌面体验较差为了改善云桌面在广域网中体验差的问题，需要优化云桌面协议的可靠传输协议特性，使其尽可能适应高延迟、高丢包率的广域网远程实时传输要求。传统的可靠传输协议

通常使用在内核层实现的传输控制协议。如果你想优化它，你需要根据不同的操作系统来优化TCP内核模块。优化TCP内核模块在技术上是困难的，容易引起问题，或者说问题可能直接导致整个系统的崩溃，但在理论上是可行的。然后，从部署情况来看，云桌面协议的传输子模块包括传输客户端子模块和传输服务终端模块。前者通常作为上层应用软件部署在不同的终端设备上，而后者通常部署在服务器端假设即使后者的服务器端操作系统是可控制和可修改的，前者基本上不允许针对不同的终端设备操作系统进行修改，或者它们中的大多数是封闭源的。综上所述，基于现有的TCP技术进行优化是不可行的。

在实时数据传输方面，UDP不仅在传输特性上比TCP有更多的优势，而且可以进行转换以满足云桌面协议的部署要求——应用层传输优化，从而达到方便部署的目的

结合上述因素，我们提出了一种基于UDP的可靠应用层传输协议，称为RUTP协议，适用于云桌面

02技术介绍了

2.1广域网实时传输的重要概念

这里有一些在广域网下实现桌面协议实时传输的概念。

1。广域网特征

广域网，又称外联网和公共网它是连接不同地区的局域网或城域网的计算机的长距离网络。通常它跨越一个很大的物理范围，覆盖范围从几公里到几十公里甚至几千公里。它可以连接多个地区、城市和国家，也可以跨越几个大洲，提供长途通信，形成一个国际长途网络。广域网具有以下特点:与局域网相比，

广域网的带宽相对较小，传输速率也低得多。例如，局域网中的端到端带宽基本上可以保证100兆或更高的速率；此外，考虑到多个并发需求，一般工作单元的出口带宽容量有限，因此分配给个人的带宽容量相对较小。广域网延迟很大，从几毫秒到几百毫秒不等，并且会有延迟抖动，而局域网延迟大多小于1毫秒；广域网通常根据链路条件具有不同程度的分组丢失(例如，0.5%~5%，5%~30%是可能的，并且存在分组丢失抖动)，而大多数局域网没有分组丢失

2。可靠传输

可靠传输是指采用一系列技术来确保在发送方和接收方准确无误地传输信息。为了确保消息传输的可靠性，传输控制协议为每个数据包分配一个序列号，该序列号还确保顺序接收发送到接收实体的数据包。然后，接收实体向已成功接收的字节发送一个相应的bACK(确认)。如果发送实体在合理的往返时间延迟(RTT)内没有收到确认，则相应的数据(假设丢失)将被重传。

3。UDP协议特征

UDP是用户数据报协议的缩写，它提供面向事务的简单而不可靠的信息传输服务。768是UDP的正式规范UDP报文没有可靠性保证、顺序保证、流量控制字段等。，其可靠性差。UDP具有以下特点:

UDP包头只有8字节，与TCP的20字节包相比，开销很小，数据传输效率高；吞吐量不受拥塞控制算法的限制，而仅受应用软件生成的数据速率、传输带宽以及源主机和终端主机的性能的限制。UDP是一种无连接协议。源和终端在传输数据之前不建立连接。当它想要传输时，它只需从应用程序中抓取数据，并尽快将其发送到网络上，因此延迟比TCP小。

UDP的这些特性使我们能够在应用层控制和修改它，以更好地适应远程桌面传输场景。

大多数应用程序供应商都希望适应广域网的实时传输场景，并且也基本上是基于UDP进行修改的。

4。拥塞控制算法

拥塞是指到达通信子网某一部分的数据包数量太大，无法在网络的这一部分进行处理，导致这一部分甚至整个网络性能下降的现象。在严重的情况下，它甚至可能导致网络通信服务停止，从而导致死锁。拥塞控制算法，即使用好的策略(或方法)来减少或避免拥塞现象的发生，如CUBIC、BBR拥塞算法等。

5。安全传输

为了在传输过程中保护敏感数据的安全，发送方对敏感数据进行加密，并在加密后传输。接收者只能在接收数据并解密后才能获得数据。目前，安全套接层加密机制主要用于保证数据安全。这基本上也是一种行业惯例。

2.2 EST-RUTP协议简介

rutp(可靠用户传输协议)是基于UDP底层网络传输协议，实现类似于TCP协议的数据重传和可靠传输。结合桌面服务的特点，引入先进的拥塞控制算法实现高效传输。具体实现如下图所示:

RUTP传输协议改进了拥塞控制算法，使得数据重传更快，延迟更少，传输效率提高该算法不再基于丢包判断，也不使用线性乘法减法策略来维持拥塞窗口。相反，它分别对最大带宽和最小延迟进行采样和估计，并将两者的乘积作为传输窗口，并引入一些机制来限制数据传输速率以减少影响

可以简单地比作水管的网络链接。如果我们想尽可能多地利用网络传输数据，方法就是往水管里注水。水管体积=水管厚度×水管长度以前的堵塞算法是一直往水管里注水。当水管爆裂时，注水量立即下降到原来的一半。RUTP拥塞算法周期性地检测水管容量，并根据水管容量平滑地发送数据，以尽可能不引起水管爆裂

同时，RUTP协议还支持SSL加密传输，可由管理层自动配置启用或不启用

03瑞杰RUTP技术特征

3.1 RUTP技术特征

RUTP协议具有以下技术特征:

1。引入了基于桌面服务特征的拥塞控制算法，在相同的场景下，延迟更小，传输效率更高。

2。支持连接迁移，移动终端使用时经常有网络切换。对于TCP，当切换网络时，桌面连接将被断开，从而影响用户体验。对于RUTP，当网络切换不影响用户体验时，桌面连接不会断开。

3。该协议支持“丢包率< =1%，延迟< =50毫秒，抖动< = 10毫秒”的场景，原TCP只能支持“丢包率< =0.1%，延迟< = 20毫秒，抖动< = 5毫秒”的场景当然，当丢包率较大时，一些经验会减少。

4。RUTP协议是一种用户空间协议。在不影响其他用户的情况下，可以快速找到问题。

04限制信息

4.1 RUTP协议限制信息

目前仅支持“丢包率≤1%，延迟≤50毫秒，抖动≤10毫秒”当用户网络“丢包率1%，延时约50毫秒，抖动10毫秒”时，桌面基本可用，但流畅性低于“丢包率0.5%，延时30毫秒”因此，有必要指定客户使用的特定业务并评估桌面需求。

05结论

瑞杰云桌面EST协议的RUTP传输技术优化使云桌面能够适应更多场景，保证桌面显示质量和显示流畅度