tourze/quic-congestion

QUIC协议拥塞控制算法实现 - 支持NewReno和BBR算法

0.0.1 2025-06-03 16:32 UTC

Requires

• php: ^8.1
• tourze/quic-core: 0.0.*
• tourze/quic-recovery: 0.0.*

Requires (Dev)

• phpstan/phpstan: ^2.1
• phpunit/phpunit: ^10.0

MIT

• tourze

• network
• protocol
• quic
• congestion-control
• newreno
• bbr

README

这个包实现了 QUIC 协议的拥塞控制算法，包括 NewReno 和 BBR 算法。

功能特性

支持的拥塞控制算法

1. NewReno 算法

   • 基于丢包的传统拥塞控制
   • 慢启动和拥塞避免机制
   • 快速重传和快速恢复
   • 适用于稳定网络环境

2. BBR 算法

   • Google 开发的基于模型的拥塞控制
   • 带宽估算和 RTT 测量
   • 四个状态：startup、drain、probe_bw、probe_rtt
   • 适用于高带宽网络

核心组件

• CongestionControlInterface: 拥塞控制算法接口
• CongestionWindow: 拥塞窗口管理类
• CongestionController: 拥塞控制协调器
• NewReno: NewReno 算法实现
• BBR: BBR 算法实现

安装

composer require tourze/quic-congestion

使用示例

基本使用

use Tourze\QUIC\Congestion\NewReno;
use Tourze\QUIC\Congestion\BBR;
use Tourze\QUIC\Congestion\CongestionController;

// 使用 NewReno 算法
$newReno = new NewReno();
$controller = new CongestionController($newReno);

// 发送数据包
$controller->onPacketSent(1, 1200, microtime(true));

// 收到 ACK
$controller->onPacketAcked(1, 1200, $sentTime, microtime(true));

// 检查是否可以发送
if ($controller->canSend(1200)) {
    // 可以发送数据包
}

// 切换到 BBR 算法
$bbr = new BBR();
$controller->switchAlgorithm($bbr);

BBR 算法使用

use Tourze\QUIC\Congestion\BBR;

$bbr = new BBR(12000); // 初始拥塞窗口 12KB

// 处理数据包确认
$bbr->onPacketAcked($packetNumber, $bytes, $sentTime, $ackTime);

// 获取发送速率
$pacingRate = $bbr->getSendingRate();

// 获取详细统计信息
$stats = $bbr->getStats();
echo "当前状态: " . $stats['state']; // startup, drain, probe_bw, probe_rtt
echo "带宽估算: " . $stats['bandwidth_estimate'] . " bytes/s";
echo "最小 RTT: " . $stats['min_rtt'] . " 秒";

拥塞窗口管理

use Tourze\QUIC\Congestion\CongestionWindow;

$window = new CongestionWindow();

// 慢启动增长
$window->onPacketAcked(1200, true); // 在慢启动阶段

// 拥塞避免增长
$window->onPacketAcked(1200, false); // 在拥塞避免阶段

// 处理丢包
$window->onPacketLost();

// 获取当前窗口大小
$size = $window->getWindowSize();

测试覆盖

包含 55 个单元测试，共 156 个断言，覆盖以下方面：

BBR 算法测试 (17 个测试)

• 初始状态验证
• 数据包发送和确认
• RTT 测量和带宽估算
• 状态转换机制
• 丢包处理
• 统计信息准确性

NewReno 算法测试 (13 个测试)

• 慢启动和拥塞避免
• 快速重传和快速恢复
• 丢包检测和窗口调整
• 重复 ACK 处理
• 超时重传

拥塞窗口测试 (11 个测试)

• 窗口初始化和增长
• 最小/最大窗口限制
• 丢包后的窗口缩减
• 统计信息收集

拥塞控制器测试 (14 个测试)

• 算法切换功能
• 批量 ACK 和丢包处理
• RTT 计算和统计
• 边界条件处理
• 性能指标收集

运行测试

./vendor/bin/phpunit packages/quic-congestion/tests

性能特性

• 支持高频率的数据包处理
• 内存使用优化，自动清理历史记录
• 精确的带宽和 RTT 测量
• 可配置的算法参数
• 详细的性能统计信息

依赖项

• tourze/quic-core: QUIC 协议核心组件
• tourze/quic-recovery: 丢包检测和 RTT 估算

许可证

MIT License

开发状态

✅ 已完成 - 所有核心功能已实现并通过测试

• NewReno 拥塞控制算法
• BBR 拥塞控制算法
• 拥塞窗口管理
• 拥塞控制器协调
• 完整的单元测试覆盖