reliable file transfer udp

UDP yang andal

Dua protokol transport yang digunakan untuk mentransfer file meliputi: TCP dan UDP. UDP adalah protokol yang tidak dapat diandalkan sedangkan TCP menyediakan keandalan, kontrol aliran, dan kontrol kemacetan, namun UDP memiliki fase pembuatan koneksi yang eksplisit, yang mungkin tidak diinginkan oleh beberapa aplikasi. Tujuan dari proyek ini adalah untuk merancang dan mengimplementasikan aplikasi transfer file yang memiliki semua fitur bagus TCP tanpa tahap pembuatan koneksi.

Fitur

Desain Format Tajuk

Server dan Klien UDP menggunakan format header berikut:

• Nomor Urutan: Ini adalah nomor urut 32-bit dari segmen yang akan dikirim.
• Nomor Pengakuan: Ini adalah nomor pengakuan 32-bit untuk segmen yang diterima dengan benar.
• Ack Flag: Ini adalah flag Ack 8-bit yang disetel ke 1 saat pengakuan dikirim dan disetel ke 0 saat data dikirim.
• Data: Ini adalah bidang data 1450 byte yang digunakan untuk menyimpan data file. Bidang ini tidak digunakan jika pengakuan sedang dikirim.

Algoritma jendela geser

Server menerima permintaan file dari klien. Ini mengekstrak nama file dari permintaan dan mendapatkan konten file dalam buffer. Ini kemudian mengelompokkan file menjadi potongan-potongan berukuran 1450 byte seperti yang didukung oleh header.

Ada dua ukuran jendela yang perlu dipertimbangkan:

1. Jendela kemacetan: Jumlah byte yang dapat dikirim server tanpa membuat router di tengah jalur jaringan menjadi padat.
2. Jendela yang diiklankan: Jumlah byte yang dapat diterima klien tanpa perlu mengirimkan pengakuan. Diputuskan secara offline antara server dan klien dan diterima sebagai argumen baris perintah dalam proyek ini.

Server mulai mengirimkan segmen file hingga ukuran jendela kemacetan minimum dan ukuran jendela yang diiklankan. Setelah mengirimkan semua segmen dalam sebuah jendela, ia menunggu untuk menerima pengakuan. Ketika pengakuan diterima untuk nomor urut yang kurang dari nomor urut berikutnya yang akan dikirim, maka itu berarti beberapa segmen sebelumnya tidak diterima dengan benar dan server menerima 3 duplikat pengakuan dari klien. Ini kemudian menetapkan nomor urut berikutnya berdasarkan pengakuan yang diterima. Setelah menerima pengakuan kumulatif, ia melanjutkan pengiriman segmen di jendela berikutnya. Ketika pengakuan duplikat diterima, server akan mulai mengirimkan segmen dari paket yang tidak diterima dengan benar.

Transmisi Ulang Adaptif

Menerapkan algoritma Jacobson/Karel untuk memperkirakan waktu pulang pergi (RTT) untuk paket yang diterima oleh klien dan pengakuan diterima oleh server. Jika server tidak mendapatkan pengakuan dalam RTT, server akan mengirimkan ulang paket tersebut lagi.

Kode semu:

 Estimated_RTT = (1-α) Estimated RTT + (α) Sample_RTT
In the original TCP Specification, α=.0125

Jacobson/Karels included a variation component to the calculation for the Estimated_RTT
Estimated_RTT = Estimated_RTT + δ (Sample_RTT-Estimated_RTT) 
Deviation = Deviation + δ (|Sample_RTT- Estimated_RTT|- Deviation) 
Timeout = μ * Estimated_RTT + φ * Deviation
Typically φ=4, μ = 1, δ is between 0 and 1

Pengendalian kemacetan

Server dimulai dengan mengirimkan 1 segmen. Kemudian, berikut 2 fase pengendalian kemacetan:

1. Mulai Lambat: Ukuran segmen ditingkatkan secara eksponensial hingga diakui dengan benar oleh penerima dalam batas waktu dan ukuran jendela kemacetan kurang dari ssthresh yang diatur ke 64000 byte.

2. Penghindaran Kemacetan: Ketika ukuran jendela kemacetan menjadi lebih besar atau sama dengan ssthresh, ukuran jendela kemacetan meningkat secara linier sebesar 1 ukuran segmen.

Timeout: Dihitung menggunakan algoritma Jacobson/Karel yang diberikan di atas. Ketika batas waktu terjadi, ssthresh diatur ke setengah nilai jendela kemacetan dan jendela kemacetan diatur ulang ke ukuran 1 segmen.

Menjalankan kode

Membuat dan mengkonfigurasi mesin virtual

 vagrant up

Ini akan mem-boot mesin server dan klien

SSH ke mesin virtual

 vagrant ssh reliableUDPServer
vagrant ssh reliableUDPClient

Kompilasi kodenya

 make

Untuk menjalankan server UDP yang andal:

./Server port advertised_window

Server menerima argumen baris perintah berikut:

port: nomor port yang akan digunakan untuk komunikasi

diiklankan_jendela: jumlah byte yang diizinkan dikirim oleh server sebelum menunggu pengakuan

Untuk menjalankan klien UDP yang andal:

./Client server_host_name port file_name advertised_window

Klien menerima argumen baris perintah berikut:

port dan iklan_jendela: sama seperti yang ada di server

server_host_name: nama host server

file_name: nama file yang diminta oleh klien

Setelah kode berhasil dijalankan, Anda akan menemukan file yang diminta klien di folder ReliableUDPClient.

Tangkapan layar

Referensi

Pendekatan Jaringan Komputer-Top-Down