QUIC-流量控制_quic流量

一.概要

     QUIC 和HTTP2一样，同时提供流级和链接级别的流量控制。接收端发送WINDOW_UPDATE帧通知对端接收窗口的大小增长，比如说能接收更多的数据，发送端也可以发送BLOCKED帧表明数据发送受制于接收端的窗口，无法发送数据。因此，QUIC是通过WINDOW_UPDATE和BLOCKED帧来实现流量控制。

     一个典型的应用场景就是接收服务器端内存有限，他必须通过一种流量控制协议来限制多个客户端同时发送大量数据，否则内存大量申请爆满而死。

二.流级流量控制

   2.1 最大接收窗口

         某一端可以接收的数据的buffer最大长度。

   2.2 流量控制接收窗口

        流量控制的接收窗口最右端偏移和当前接收数据最大偏移的差值

    2.3 流量控制原理

      流级流量控制就是QUIC某一条流接收端告诉另外一端可以接受多少这种流多少数据。针对的是特定流号的流，而不是整个链接。 本质来说，就是接收端告诉对端最多能发到偏移到多少的流数据。例如，某一条流N告诉接收到可以到偏移200字节的位置。但是发送端已经发送150字节，那么发送端最多就只能发送50字节。等发送端把150字节处理完毕，又重新发送WINDOW_UPDATE到400字节的偏移。发送收到后，已经发送150，那么就再能发送250字节。

                                           图A  接收端窗口初始状态

2.4 接收数据

  如图，接收端在初始化的时候，依据资源的有限(比如说内存)设定接收窗口的最大值，比如说64K。随着数据的接收，如果处理速度过慢，或者网络丢包，这个接收窗口可能逐渐填满，直到为零。

                            图B 带缓存和消耗数据的流窗口图

        这个图展现了接收端已经接收了一些数据的情形。我们处理消耗了绿色部分的数据 ,缓存了橙色部分的数据(百色缝隙可能是丢包导致数据没有到达)。

2.5 触发窗口移动

       每当新的数据到来的时候，接收端一直更新记录接收数据的最大偏移，来更新流量接收窗口。同时取出数据的时候，也更新记录以及消耗数据的长度，如果消耗数据的长度大于了最大接收窗口的一半，如图C的时候，

               bool send_update =  (flow control receive offset - consumed bytes) < (max receive window / 2);

最大接收窗口向右移动当前消耗的字节，移动后的效果如图D.同时给对端发送更新帧，内容就是当前最大接收偏移的值offset。

 

                                                                   图C 窗口状态达到了触发窗口更新条件

 

                                                             图D 窗口移动后的状态

三.链接级别流量控制

     流级别的流量控制虽然能起到控制流量的效果，但是不够充分，数据发送端可以在同一个链接创建多条流来发送数据，每条流都达到最大值的攻击方法。因此还需要链接级别的流量控制。

    链接级别流量控制和流级别的一样，但是消耗字节，最大接收偏移都是穿插所有流，是所有流的最大值或者总和。举三条流的例子：

如图E 链接的接收字节取总和，消耗字节取总和，最大接收偏移取最大值

 

                                                         图E 流的流量控制计算

链接基本流量控制，确实就是导致慢流饥饿。虽然慢流不会导致链接中断，但是慢流很难得到流量控制的优先级。

四.其他细节

接收窗口默认最小值16KB：

// Minimum size of initial flow control window, for both stream and session.
constuint32_tkMinimumFlowControlSendWindow= 16* 1024;  // 16 KB

最大值：

// Maximum flow control receive window limits for connection and stream.
constQuicByteCountkStreamReceiveWindowLimit= 16* 1024* 1024;   // 16 MB
constQuicByteCountkSessionReceiveWindowLimit= 24* 1024* 1024;  // 24 MB

16 kb的最小值是为了0RTT数据交互，也是握手的同时也进行数据交互。同时两端也可以在握手期间通过CHELO和SHLO的kSFCW字段和kCFCW标签来交互对方最大接收窗口值。

如下例子

Chromium currently sets:

    CFCW:15728640 // 15 MB
    SFCW:6291456  // 6 MB

 

Google’s servers currently set:

    CFCW:1572864 // 1.5 MB
    SFCW:1048576 // 1 MB