Reliable Multicast Programming(PGM)协议
Reliable Multicast Programming (PGM)实际通用可靠多播协议,在某种程度上保证多播的可靠性。是IP上层协议,和TCP还有UDP同级,工作在传输层。
在组播传输视频项目中,发现在网络较差的时候,组播传输视频性能下降迅猛,组播的视频几乎到了无法直视的地步,已经不是马赛克什么的问题了,简直就是一张臭抹布。
但是上面的要求是让接收端达到1080p 16fps的播放效果,此时组播接收端的实时网络速率只有50KB/s左右,这种情况下要从软件上处理的话(因为路由器不好换),需要让组播的丢包率降低才行,但是使用iperf测了下当时网络的丢包率,能丢到80%,丢到他姥姥家?
但是此时带宽利用率却很低,赶紧换成udp单播试了一下,速度能上去,也不怎么花屏了,不清楚是不是确认机制的问题。
但是总不能说把组播换成单播,当接入的接收端变多的时候,不清楚单播效果会不会也变差。
这个时候发现了PGM,“可靠”多播协议,有不少基于PGM实现的库,打算先用windows上的写个demo出来。
想要使用PGM需要先在网络适配器上安装协议,安装完成后会在属性中出现可靠多播协议
然后就是开发了,官网文档提供的demo很棒,copy下来几乎就能跑起来。但是除了官网文档,相关资料就比较少了,头文件我还找了半天,环境上坑不少,记录一下
wsrm.h
头文件
首先是windows sdk,我试了一下如果是8.1的sdk的话,是找不到wsrm.h
头文件的,我有装10.0.17134.0,8.1还有10.0.15063.0三个版本的windows sdk,用everything找了一下这个头文件,得到了下面图示结果
8.1应该是没有,剩下两个版本均可以使用,更新的版本应该也行。
vs2017以上的话在visual studio installer里面修改多装个sdk就行了
传输速度
PGM本身也有发送窗口的概念,如果使用默认设置,窗口小,发送速度非常慢,每秒最多只有70KB左右,这时候需要设置socket选项
RateKbitsPerSec
的单位是kilobits/s,是一个上限
RM_SEND_WINDOW send_window;
send_window.WindowSizeInBytes = 8000 * 1000;
send_window.WindowSizeInMSecs = 1;
send_window.RateKbitsPerSec = (send_window.WindowSizeInBytes/send_window.WindowSizeInMSecs)*8;
int rc = setsockopt(s, IPPROTO_RM, RM_RATE_WINDOW_SIZE, (char *)&send_window, sizeof(send_window));
if (rc == SOCKET_ERROR)
{
cout << "setsockopt(): RM_RATE_WINDOW_SIZE failed with error code " << WSAGetLastError() << endl;
}
RM_SEND_WINDOW
结构体就这么三个成员,第一个是每秒速度了,第二个是发送窗口的大小,第三个是窗口大小毫秒,其中windows会强制让
RateKbitsPerSec/8 = WindowSizeInBytes * WindowSizeInMSecs
PS:WindowSzieInMSecs
的值需要调整,当WindowSizeInBytes=8000
并且WindowSzieInMSecs=1
时,发送端较大概率会阻塞,原因未知,可能是发包速度过快导致
真的可靠么?
在文章一开始的时候可靠被加上了双引号,为的是表明这个协议并不是想象中的那么可靠。
发送窗口大小有限,如果需要恢复重传的数据在发送窗口之外了,那数据就是不可恢复的,一般当发送端速率过快接收端接收速度明显跟不上时,就会出现不可恢复现象。一旦出现不可恢复数据时,windows就会让接收端的连接重置,此时就不能继续接收。
源码
因为找不到对应的头文件让我着实头疼了很久,相关文档少,还不告诉我头文件是什么,这太不爽了,就好比让你看着门后面有啥,就是不给你钥匙。
pgm分为server端和client端,功能是发送文件,根据msdn的文档编写的
下面是server端代码
#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS
#define WIN32_LEAN_AND_MEAN
#include <iostream>
#include<winsock2.h>
#include<WS2tcpip.h> //ip_mreqͷ
#include <wsrm.h>
#include <stdio.h>
using namespace std;
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
int main() {
WSADATA WSAData;
WORD sockVersion = MAKEWORD(2, 2);
if (WSAStartup(sockVersion, &WSAData) != 0)
return 0;
FILE *fp;
fopen_s(&fp, "test.webm", "rb+");
SOCKET s;
SOCKADDR_IN salocal, sasession;
int dwSessionPort;
s = socket(AF_INET, SOCK_RDM, IPPROTO_RM);
salocal.sin_family = AF_INET;
salocal.sin_port = htons(0); // Port is ignored here
salocal.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
bind(s, (SOCKADDR *)&salocal, sizeof(salocal));
//
// Set all relevant sender socket options here
//
//
// Now, connect <entity type="hellip"/>
// Setting the connection port (dwSessionPort) has relevance, and
// can be used to multiplex multiple sessions to the same
// multicast group address over different ports
//
dwSessionPort = 1234;
sasession.sin_family = AF_INET;
sasession.sin_port = htons(dwSessionPort);
sasession.sin_addr.s_addr = inet_addr("224.4.5.6");
RM_SEND_WINDOW send_window;
send_window.WindowSizeInBytes = 8000;
send_window.WindowSizeInMSecs = 1;
send_window.RateKbitsPerSec = (send_window.WindowSizeInBytes/send_window.WindowSizeInMSecs)*8;
int rc = setsockopt(s, IPPROTO_RM, RM_RATE_WINDOW_SIZE, (char *)&send_window, sizeof(send_window));
if (rc == SOCKET_ERROR)
{
cout << "setsockopt(): RM_RATE_WINDOW_SIZE failed with error code " << WSAGetLastError() << endl;
}
connect(s, (SOCKADDR *)&sasession, sizeof(sasession));
//
// We're now ready to send data!
//
char pSendBuffer[1400];
sockaddr_in serverAddr;
int iAddrlen = sizeof(serverAddr);
while (1) {
if (feof(fp))
break;
memset(pSendBuffer, 0, 1400);
int data_size = fread(pSendBuffer, 1, 1400, fp);
LONG error;
error = sendto(s, pSendBuffer, data_size, 0, (sockaddr*)&serverAddr,iAddrlen);
if (error == SOCKET_ERROR)
{
fprintf(stderr, "send() failed: Error = %d\n",
WSAGetLastError());
}
}
WSACleanup();
return 0;
}
下面是client端代码
#include <iostream>
#include<winsock2.h>
#include<WS2tcpip.h> //ip_mreqͷ
#include <wsrm.h>
#include <stdio.h>
using namespace std;
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
int main() {
WSADATA WSAData;
WORD sockVersion = MAKEWORD(2, 2);
if (WSAStartup(sockVersion, &WSAData) != 0)
return 0;
SOCKET s,
sclient;
SOCKADDR_IN salocal,
sasession;
int sasessionsz, dwSessionPort;
FILE * fp;
fopen_s(&fp, "aaatest.webm", "wb+");
s = socket(AF_INET, SOCK_RDM, IPPROTO_RM);
//
// The bind port (dwSessionPort) specified should match that
// which the sender specified in the connect call
//
dwSessionPort = 1234;
salocal.sin_family = AF_INET;
salocal.sin_port = htons(dwSessionPort);
salocal.sin_addr.s_addr = inet_addr("224.4.5.6");
int receive_buf_size = 65536 * 10;
if (setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, (char*)&receive_buf_size, sizeof(receive_buf_size)) < 0)
{
std::cout << "setsockopt():SO_RCVBUF failed with error code" << WSAGetLastError() << std::endl;
}
bind(s, (SOCKADDR *)&salocal, sizeof(salocal));
//
// Set all relevant receiver socket options here
//
listen(s, 10);
sasessionsz = sizeof(sasession);
sclient = accept(s, (SOCKADDR *)&sasession, &sasessionsz);
if (setsockopt(sclient, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, (char*)&receive_buf_size, sizeof(receive_buf_size)) < 0)
{
std::cout << "setsockopt():SO_RCVBUF failed with error code" << WSAGetLastError() << std::endl;
}
//
// accept will return the client socket and we are now ready
// to receive data on the new socket!
//
LONG BytesRead;
char pTestBuffer[1400];
sockaddr_in clientAddr;
int iAddrlen = sizeof(clientAddr);
while (1)
{
memset(pTestBuffer, 0, 1400);
cout << "start" << endl;
BytesRead = recvfrom(sclient, pTestBuffer, 1400, 0, (sockaddr*)&clientAddr, &iAddrlen);
cout << "end" << endl;
if (BytesRead == 0)
{
fprintf(stdout, "Session was terminated\n");
}
else if (BytesRead == -1)
{
std::cout << "no data?!" << std::endl;
}
if (BytesRead > 0)
{
fwrite(pTestBuffer, 1, BytesRead, fp);
std::cout << BytesRead << std::endl;
}
}
fclose(fp);
WSACleanup();
return 0;
}
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