用C++实现HTTP服务器 - 如何控制一个套接字的发送带宽

用C++实现HTTP服务器 - 如何控制一个套接字的发送带宽
作者: 阙荣文
日期: 2011/7/15

目的
对HTTP服务器的每一个客户套接字限制发送带宽.

前提
用IOCP管理套接字,不能阻塞线程影响到别的连接.

如何实现
思路1. 每次调用 WSASend()的时候,计算一下当前带宽,如果超出限制,那么只发送一个最小的包,比如1个字节使带宽慢慢降到合适.
优点: 简单,容易实现.
缺点:除了不能够精确的控制发送带宽外,这种方法还有另一个比较大的问题:即使每次调用WSASend()时只发送1个字节的数据,在网络条件好的情况下,发送速度依然能达到30KB/s左右(我在本机上用 Que's HTTP Server 测试的结果,仅供参考),即带宽最小只能控制在30KB/s,实际意义不大.

思路2.每次调用WSASend()的时候,如果发现速度超限,则计算出下次发送数据的时间点,然后延时发送.
假设: 已发送字节数为 BytesSent, 最大速度限制为 MaxSpeed, 套接字开始发送数据的时间为 StartTime, 那么下次发送数据包的时间 NextSendTime = BytesSent / MaxSpeed + StartTime. 每次调用 WSASend()时都查看一下当前 时间CurTime,如果 CurTime < NextSendTime, 说明速度超限, 则设置一个定时器,在 (NextSendTime - CurTime) 的时间间隔后触发,继续发送下一个包. 如果速度没有超限则正常处理.
优点: 可以精确的控制任意大小的带宽.
缺点: 需要定时器支持,消耗比较多资源,编程的时候也更复杂,要做好同步.并且如果 (NextSendTime - CurTime) 的值过长,有可能会导致客户端认为服务器没响应而断开连接,影响正常的服务.
为了克服上面的缺点,应该设置一个最长延时的值 MaxDelay, 当(NextSendTime - CurTime) > MaxDelay时,定时器超时设置为MaxDelay,并定时器触发后,只发送一个最小长度的包,以保持连接的活跃性. 以 Que's HTTP Server 为例, MaxDelay 设置为2秒, 如果延时发送的时间(NextSendTime - CurTime) 大于2秒,则设置一个定时器,在2秒后触发,发送一个长度为 512 字节(MinDataLength)的数据包. 这样,可以得出结论: Que's HTTP Server 限制带宽的理论下限为 256B/s. 作为HTTP 服务器,这个数值足够了,如果需要限制更小的带宽,可以减小MinDataLength的值,或者增大MaxDelay的值. 比如设置 MaxDelay = 5s, MinDataLength = 10 Bytes, 则最小带宽为 2 B/s.

结论
采用第二种方法,可以有效而精确的控制发送带宽,这也是 Que's HTTP Server采用的办法.
请点击查看有关Que's HTTP Server 的更多细节.

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