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title: "UDP 性能"
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# UDP 性能

## 本机测量结果

以下图表来自 [UDP 性能报告](/arknet/zh/performance/udp-update)。

Release 本机回环测试：1024 字节数据报、16 个客户端、窗口 1，无额外业务计算。

![不同 IO 模型下的 UDP 吞吐量](/arknet/performance/assets/udp-work0-throughput.svg)

![不同 IO 模型下的 UDP p99 RTT](/arknet/performance/assets/udp-work0-latency.svg)

### 本机结论

- Standalone 以 1 个 io_context、1 个线程的吞吐量中位数最高。Boost 双线程略高，但 p99 和 CPU 占用也高于单线程。
- 1 个 io_context、4 个线程和 4 个 io_context 各 1 个线程的吞吐量中位数均低于 1 个 io_context、1 个线程。服务端使用单个 socket 和串行接收通道，增加线程无法并行执行其接收回调。

[完整 UDP 报告](/arknet/zh/performance/udp) · [测试环境与诊断](/arknet/zh/performance/udp-update) · [指标与统计口径](/arknet/zh/performance/methodology)

[包体与批量对比](/arknet/zh/performance/dimensions-udp)

## 构建与执行

在仓库根目录使用 Release 构建。测试 Boost 时，将 Asio 头文件路径参数替换为 `-DARKNET_USE_BOOST_ASIO=ON`，保持其他条件一致。

命令采用单配置 generator。使用 Visual Studio 时，在构建命令中加入 `--config Release`，并运行 `benchmarks/Release/` 下的可执行文件。Windows 可执行文件带有 `.exe` 后缀。

```sh
cmake -S . -B build-perf -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
  -DARKNET_BUILD_BENCHMARKS=ON -DARKNET_ENABLE_SSL=OFF \
  -DARKNET_USE_BOOST_ASIO=OFF -DARKNET_ASIO_INCLUDE_DIR=/path/to/asio/include
cmake --build build-perf --target arknet_loopback_benchmark --parallel 3
build-perf/benchmarks/arknet_loopback_benchmark \
  --protocol udp --payload 1024 --clients 16 --window 1 \
  --io-model shared --io-threads 1 --work 0 --warmup 0.25 --seconds 1
```

这个配置使用 1024 字节数据报、16 个客户端、1 个 context 和 1 个线程，每客户端
保留一条在途消息，并向标准输出写入 JSON。每组配置用独立进程重复三次。
将 `--io-threads` 改为 2 或 4 可比较共享 context，使用
`--io-model sharded --io-threads 4` 可比较 4 个 context 各 1 个线程。
`--work 10000` 表示每次回显增加 10,000 次确定性运算，`0` 表示无额外业务计算。
完整 shell 矩阵见[测试](/arknet/zh/performance/methodology#%E6%80%A7%E8%83%BD%E7%9F%A9%E9%98%B5)。

基准为 UDP 端点请求 65536 字节 socket 发送缓冲区和 4 MiB 接收缓冲区。JSON 记录操作系统实际值，包括客户端的最小和最大值；系统可能限制请求大小。这只是基准配置，不改变 arknet 的 socket 默认值。`--udp-server-receive-buffer BYTES` 可单独改变服务端接收缓冲；应用配置见[缓冲区与流量控制](/arknet/zh/guides/socket-buffers)。

## 较大窗口探测

显式运行较大窗口，观察更高发送负载下的排队或丢失：

```sh
build-perf/benchmarks/arknet_loopback_benchmark \
  --protocol udp --payload 1024 --clients 16 --window 16 \
  --io-model shared --io-threads 4 --work 0 --warmup 1 --seconds 3
```

## 报文大小与 MTU

| 普通 UDP 包体 | IPv4 | IPv6 |
| --- | ---: | ---: |
| 协议最大值 | 65,507 字节 | 65,527 字节 |
| MTU 1,500 时的免分片上限 | 1,472 字节 | 1,452 字节 |
| MTU 16,384 时的数学预算 | 16,356 字节 | 16,336 字节 |

这些预算假定没有 IP options 或扩展头，且不包含 IPv6 jumbogram。
IPv4 和 IPv6 的 IP 头不同，不能混用这些数值。

[IPv4 边界与突发丢包报告](/arknet/zh/performance/udp-limits)使用 16 个客户端、
1 个 context、1 个线程，每种依赖方案 36 次通过、18 次失败。
65,507 字节在窗口 1 下通过；16 KiB 在窗口 16 下通过，窗口 64 下每次丢失 767 条回显。
每种依赖方案的接收缓冲溢出计数增加 23,778，而 IPv4 分片和重组计数始终为零，
不能根据本机 MTU 的数学计算断言分片是丢包原因。这些结果未测量 IPv6 丢包或跨主机行为。

IO 模型测量中 UDP 使用窗口 1，TCP 和 WebSocket 使用窗口 16，结果不能直接用于跨协议容量排名；较大窗口发生丢失时，该测量失效。测试未覆盖广播、组播、DTLS 或跨主机网络；RUDP 有[独立报告](/arknet/zh/features/rudp/performance)。实际部署仍需验证发送节奏、丢失、乱序和 MTU。

另见[测试](/arknet/zh/project/testing)、[IO 模型](/arknet/zh/concepts/io-models)及[基准源码](https://github.com/OpenArkStudio/arknet/blob/main/benchmarks/loopback.cpp)。

Source: https://openarkstudio.github.io/arknet/zh/features/udp/performance/index.mdx