UDP收发buffer尺寸对收发包流量的影响

时间：2022-03-16 18:24:47

下午验证一个高流量发包问题时，发现了一个值得记录的问题：socket的收发buffer尺寸是会影响收发包的效率的，高流量通讯时，若socket的收发buffer尺寸过小会一定程度降低收发包效率。

自己先分别获取了一下Windows/Linux系统中默认的收发包尺寸值
在x86 Win7环境里实际程序验证结果为

$ ./sockopt.exe

UDP socket options:

        receive buffer: 0x2000

        send buffer: 0x2000

TCP socket options:

        receive buffer: 0x2000

        send buffer: 0x2000

只有8KiB。
在cubieboard2环境（Linux cubieboard2 3.4.79 #1 SMP PREEMPT Fri Dec 19 17:51:20 CST 2014 armv7l GNU/Linux）里程序验证结果为

cubie@cubieboard2:~$ ./sockopt_linux

UDP socket options:

        receive buffer: 0x28000

        send buffer: 0x28000

TCP socket options:

        receive buffer: 0x15554

        send buffer: 0x4000

可见在Windows下默认的socket收发buffer尺寸都比较小，后续的结果表明，对应对收发包的效率影响更为明显。实际测试代码如下

 #include "net/udp_peer.h"

 #include "util/log.h"

 #include <stdlib.h>

 #include <string.h>

 static inetaddr_t addr;

 static char data[];

 static void on_message(udp_peer_t *peer, void *message, unsigned size, void* userdata, const inetaddr_t *peer_addr)

 {

     return;

 }

 static void on_writable(udp_peer_t *peer, void* userdata)

 {

     udp_peer_send(peer, data, sizeof(data), &addr);

     return;

 }

 int main(int argc, char *argv[])

 {

     loop_t *loop;

     udp_peer_t *peer;

     #ifdef WIN32

     WSADATA wsa_data;

     WSAStartup(MAKEWORD(, ), &wsa_data);

     #endif

     log_setlevel(LOG_LEVEL_INFO);

     inetaddr_initbyipport(&addr, argv[], );

     loop = loop_new();

     peer = udp_peer_new(loop, "0.0.0.0", , on_message, on_writable, NULL);

     udp_peer_expand_send_buffer(peer, (**));

     /* udp_peer_expand_recv_buffer(peer, (2*1024*1024)); */

     loop_loop(loop);

     udp_peer_destroy(peer);

     loop_destroy(loop);

     #ifdef WIN32

     WSACleanup();

     #endif

     return ;

 }

在cubieboard和Windows系统上互相通过UDP进行快速收发包，通过不同方式调节socket收发包buffer尺寸，并进行流量统计，最终得出的结果分别如下（在Windows上利用NetWorx进行流量统计）
1，保持默认的收发buffer尺寸，进行快速发包，直至将百兆带宽打满，流量图如下
UDP收发buffer尺寸对收发包流量的影响
2，仅将两端发包buffer尺寸增加2MiB，同样将百兆带宽打满，流量图如下
UDP收发buffer尺寸对收发包流量的影响
3，将两端收发包都增加2MiB，将百兆带宽打满，流量图下
UDP收发buffer尺寸对收发包流量的影响
可见将socket的发包buffer增大之后，在Windows下发包流量有明显的提升（峰值增加了大概2MiB，约20%）。
自己分析认为这是因为默认情况下Windows下socket发包Buffer较小，发包流量高时，出现发包Buffer满的情况概率较高，而使得后续的sendto()调用失败的概率也对应升高，从而就降低了发包效率，在此处就形成了一个瓶颈，限制了发包流量的进一步升高。而增大socket的发包Buffer之后，此处的限制得到解除，而使得最终的限制就落在网口的最大速率带宽上。

~~ end ~~

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