一种应用于UDP网络通讯状态机的智能定时器的软件实现

第3 2卷第 1期2 0 1 3年 3月

中南民族大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f S o u t h— C e n t r a l U n i v e r s i t y f o r N a t i o n li a t i e s ( N a t . S c i . E d i t i o n )

V0 I . 3 2 No . 1 M . 2 01 3

一

种应用于 U D P网络通讯状态机的智能定时器的软件实现李艳红(中南民族大学计算机科学学院，武汉 4 3 0 0 7 4 )

摘

要

分析了提高 U D P数据报的传输可靠性的方法，设计了与该方法相配套的由有限状态机、智能定时器、线程

协作的算法.所设计的智能定时器支持可变的定时间隔，非常适用于需要“退避算法”的应用场合.通过音视频终端登录服务器的实验，实现了所提出的算法.实验结果表明：智能定时器能按照预设的定时值重发那些没有收到服务器应答的 U D P包，从而提高了 U D P传输的可靠性.

关键词

状态机；智能定时器；线程；退避算法； U D P通讯；重传T P 3 1 1 . 1; T P 3 9 3 . 0文献标识码 A文章编号 1 6 7 2 - 4 3 2 1 ( 2 0 1 3 ) O 1 - 0 0 8 7 - 0 5

中图分类号

So f t wa r e f o r St a t e . Ma c h i ne S ma r t Ti me r i n UDP Co mm u ni c a t i o nL i Y a n ho n g

( C o l l e g e o f C o m p u t e r S c i e n c e,S o u t h— C e n t r a l U n i v e r s i t y f o r N a t i o n li a t i e s, Wu h a n 4 3 0 0 7 4,C h i n a )Ab s t r a c t I n o r d e r t o i mp r o v e t h e r e l i a b i l i t y o f UDP t r a n s mi s s i o n, we d e s i g n t h e lg a o i r t h ms ma t c h i n g wi t h t h e f i n i t e s t a t e ma c h i n e, s ma r t t i me r a n d t h r e a d c o l l a b o r a t i o n . B e c a u s e t h e s ma r t t i me r s u p p o r t s

v a r i bl a e t i me i n t e r v ls a, i t c a n a p p l y t o t h e c a s e wh e r e b a c k - o f lg a o it r h m i s p a r t i c u l a r l y r e q u i r e d .C o n s e q u e n t l y, t h e p r o p o s e d a l g o i r t h ms a re r e li a z e d t h r o u g h t h e e x p e i r me n t s i n v i d e o t e r mi n l a l o g g i n g t o s e r v e r . T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e s ma r t t i me r c a n r e s e n d UD P p a c k e t a c c o r d i n g t o t h e p r e s e ve r d t i me i n t e va r ls w h e n i t s a c k n o w l e d g e me n t f r o m t h e s e r v e r h a s n o t b e e n r e c e i v e d . Ke y wo r d s s t a t e ma c h i n e;s t a r t t i me r;t h r e a d;b a c k - o f f a l g o it r h m;UDP c o mmu n i c a t i o n;r e— s e n d

在很多网络应用程序中，需要使用 U D P来传送消息和数据， U D P传输是不可靠的，数据报可能会在传送途中被丢弃 .但是它也有很多优点，比如无连接、 效率高、系统资源开销小、适用于防火墙穿透等，在互联网实时通讯以及本机进程间通讯中得以广泛使用 .

在音视频数据传送时，一定程度丢包率是允许的，不会对会话质量造成很大的影响.但是传送控制信息时，需要用重发的方法来解决丢包问题 .重发涉及到重发的最大次数、每次重发的时间间隔，以及状态机改变状态后才收到的(迟来的)应答包的处理方

设计 U D P网络通讯程序，需要解决丢包、重发、异步、 并发等问题. T C P和 U D P在网络通讯中都必不可少， 他们有不同的特点，有各自的适用范围，均不可互相替代. U D P能够在不建立连接的情况下收发数据，也就

是说在防火墙允许的情况下，可以发送数据到任何地址，也可以接收任何地址发来的数据.很多场合非常需要这种数据收发的方式 .但是正是因为这个特点，丢包的现象也是不可避免的.研究者们关注 U D P

式等，这是异步操作必然要碰到的问题.一般的网络

程序，往往需要同时处理一些并发的网络通讯任务， 比如 A终端与 B终端进行视频会话，同时 A终端还可能发送文件给 C终端 .

1智能定时器的特点定时器在过程控制中广泛使用，针对一些特定的应用环境，研究者们提出了相应的方案和研究成果，本文重点研究智能定时器的软件实现 .大多数

传输的可靠性问题，并提出了改进的算法 0 J ,但是可靠性问题从原理上讲不可能完全解决.

情况下，程序中使用固定间隔值的定时器即可满足定

收稿日期

2 0 1 3 02 - 01 -

作者简介李艳红( 1 9 7 3一 ),女，博士，讲师，研究方向：网络通讯， E - m m l: l i y a n h o n g@m a i l . s c u e c . e d u . c n基金项目 国家自然科学基金资助项目( 6 1 1 7 3 0 4 9 );湖北省自然科学基金资助项目( 2 0 1 2 F F B 0 7 4 0 1 )