KCP – 基于UDP的可靠传输协议

KCP 是 skywind3000 用 C 实现的应用层可靠传输协议：跑在 UDP 之上，通过改造重传与流控机制，用少量带宽换大幅降低延迟。它适合对实时性敏感、又要可靠传输的场景——游戏、直播、弱网加速。

核心特性

1. 快速重传

丢包不必等超时。KCP 统计连续 ACK 跳过的次数，收到足够多的冗余 ACK 就立即重传；TCP 走超时重传，RTO 指数退避，丢一次包要等很久。

2. 选择性重传

TCP 丢包时常把后续数据一起重传；KCP 靠 sn 序列号定位，只重传真正丢失的包。接收端用滑动窗口 + 序号（sn/una）完成有序重组。

3. 非延迟 ACK

TCP 为吞吐量会延迟 ACK，RTT 估计滞后；KCP 允许立即回 ACK，丢包判断更快。

4. 混合流控

默认模式带拥塞控制（类似 TCP 的慢启动与退让，保证网络公平）；实时性优先时可以关闭拥塞控制，发送速度交给业务控制。

协议结构

conv  会话标识符（保证双方通信一致）
cmd   指令类型（ACK / 数据推送等）
sn    序列号（排序与重传定位）
una   未确认的最小序号
wnd   接收窗口大小（流控）

KCP 只定义可靠传输层，不负责 UDP 收发——底层 socket、NAT 穿透都要自己实现，或直接用现成库。

与 TCP 的对比

经验数据：KCP 通常比 TCP 多消耗 10%–20% 带宽，但平均延迟降低 30%–40%，最大延迟改善可达 3 倍。

参数调优

kcp-go 的 NoDelay 四个参数分别控制：是否立即发送、刷新间隔、快速重传阈值、是否拥塞控制：

// kcp-go 示例（github.com/xtaci/kcp-go）
kcp.NoDelay(1,      // nodelay=1：启用快速模式，立即发送
            10,     // interval=10ms：刷新间隔（默认20ms）
            2,      // resend=2：连续 2 个冗余 ACK 触发快速重传
            1)      // nc=1：关闭流控，实时性优先

游戏场景通常全开（低延迟优先），文件传输用默认值（带宽优先）。

进阶：FEC 前向纠错

用 Reed-Solomon 编码给数据加冗余包，接收端丢了包也能直接恢复，减少重传往返。高丢包弱网下提升明显，代价是带宽进一步增加。kcp-go 已内置 FEC 支持。

应用场景与开源实现

• 实时游戏：MOBA/FPS 的操作同步（延迟敏感，帧同步常用 KCP）；
• 直播互动、弱网环境下的稳定传输；
• 网络加速类工具（跨国线路优化）。

Go 生态首选 github.com/xtaci/kcp-go：加密（AES/Salsa20）、FEC、会话管理都内置，是成熟的 UDP 可靠传输实现。