TCP與UDP+噴泉編碼吞吐量的簡單比較

TCP採用重傳來保證傳輸的完整性，式(1)是TCP的吞吐量公式（經過三次握手、慢啟動後達到穩態吞吐量）[1]。

(1)

其中，是往返時間，是數據包大小(單位可以取Byte或bit)，是ACK確認個數，是丟包率。從式(1)可以看出，吞吐量與信道的長度（往返時間）成反比，與丟包率成反比。做個實驗，從廣東電信ping一個北京聯通的ip：

將平均138ms, 丟包率3%代入式(1)(假設,)，可得吞吐量為60.15KB/s。看高清視頻很有壓力。

另一方面，UDP+噴泉編碼(Raptor)採取預先增加冗餘編碼包的策略對抗丟包。若要傳輸個包，需要接收個噴泉編碼包。定義碼率為，一般來說解碼開銷小於0.05。吞吐量近似為式(2)（不考慮解碼開銷）。

(2)

假設家裡的帶寬是100Mb/s，則吞吐量可以高達100Mb/s * 0.97=97Mb/s=12.125MB/s。看高清視頻，無壓力。

實際上，一些實時應用，例如VoIP就是over UDP的。這些應用不需要100%正確的數據，寧可忍受1%~2%左右的丟包來使用UDP，這樣就免除了TCP重傳帶來的延時抖動。另外一個辦法是使用CDN，這樣在同省RTT<10ms：

此時ms,沒有丟包就假設丟包率，,，代入式(1)，可得吞吐量=MB/sMb/s>100Mb/s，撐爆100Mb的寬頻了。此時採用UDP+Raptor碼就沒有意義了，再加上Raptor還需要編碼和解碼，更麻煩。

注意：

1) 一般包長增加，丟包率也隨之上升。

1. Handley M, Floyd S, Padhye J, et al. TCP friendly rate control (TFRC): Protocol

   specification, RFC 3448[M]. IETF, 2003.

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