Reliable Multicast Programming（PGM）协议

Reliable Multicast Programming (PGM)实际通用可靠多播协议，在某种程度上保证多播的可靠性。是IP上层协议，和TCP还有UDP同级，工作在传输层。

在组播传输视频项目中，发现在网络较差的时候，组播传输视频性能下降迅猛，组播的视频几乎到了无法直视的地步，已经不是马赛克什么的问题了，简直就是一张臭抹布。

但是上面的要求是让接收端达到1080p 16fps的播放效果，此时组播接收端的实时网络速率只有50KB/s左右，这种情况下要从软件上处理的话（因为路由器不好换），需要让组播的丢包率降低才行，但是使用iperf测了下当时网络的丢包率，能丢到80%，丢到他姥姥家？

但是此时带宽利用率却很低，赶紧换成udp单播试了一下，速度能上去，也不怎么花屏了，不清楚是不是确认机制的问题。
但是总不能说把组播换成单播，当接入的接收端变多的时候，不清楚单播效果会不会也变差。

这个时候发现了PGM，“可靠”多播协议，有不少基于PGM实现的库，打算先用windows上的写个demo出来。

想要使用PGM需要先在网络适配器上安装协议，安装完成后会在属性中出现可靠多播协议

然后就是开发了，官网文档提供的demo很棒，copy下来几乎就能跑起来。但是除了官网文档，相关资料就比较少了，头文件我还找了半天，环境上坑不少，记录一下

wsrm.h头文件

首先是windows sdk，我试了一下如果是8.1的sdk的话，是找不到wsrm.h头文件的，我有装10.0.17134.0，8.1还有10.0.15063.0三个版本的windows sdk，用everything找了一下这个头文件，得到了下面图示结果

8.1应该是没有，剩下两个版本均可以使用，更新的版本应该也行。

vs2017以上的话在visual studio installer里面修改多装个sdk就行了

传输速度

PGM本身也有发送窗口的概念，如果使用默认设置，窗口小，发送速度非常慢，每秒最多只有70KB左右，这时候需要设置socket选项
RateKbitsPerSec 的单位是kilobits/s，是一个上限

    RM_SEND_WINDOW send_window;
    send_window.WindowSizeInBytes = 8000 * 1000;
    send_window.WindowSizeInMSecs = 1;
    send_window.RateKbitsPerSec = (send_window.WindowSizeInBytes/send_window.WindowSizeInMSecs)*8;


    int rc = setsockopt(s, IPPROTO_RM, RM_RATE_WINDOW_SIZE, (char *)&send_window, sizeof(send_window));
    if (rc == SOCKET_ERROR)
    {

        cout << "setsockopt(): RM_RATE_WINDOW_SIZE failed with error code " << WSAGetLastError() << endl;

    }

RM_SEND_WINDOW结构体就这么三个成员，第一个是每秒速度了，第二个是发送窗口的大小，第三个是窗口大小毫秒，其中windows会强制让
RateKbitsPerSec/8 = WindowSizeInBytes * WindowSizeInMSecs

PS：WindowSzieInMSecs的值需要调整，当WindowSizeInBytes=8000并且WindowSzieInMSecs=1时，发送端较大概率会阻塞，原因未知，可能是发包速度过快导致

真的可靠么？

在文章一开始的时候可靠被加上了双引号，为的是表明这个协议并不是想象中的那么可靠。

发送窗口大小有限，如果需要恢复重传的数据在发送窗口之外了，那数据就是不可恢复的，一般当发送端速率过快接收端接收速度明显跟不上时，就会出现不可恢复现象。一旦出现不可恢复数据时，windows就会让接收端的连接重置，此时就不能继续接收。

源码

因为找不到对应的头文件让我着实头疼了很久，相关文档少，还不告诉我头文件是什么，这太不爽了，就好比让你看着门后面有啥，就是不给你钥匙。

pgm分为server端和client端，功能是发送文件，根据msdn的文档编写的

下面是server端代码

#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS
#define WIN32_LEAN_AND_MEAN

#include <iostream>
#include<winsock2.h>
#include<WS2tcpip.h>	//ip_mreqͷ
#include <wsrm.h>
#include <stdio.h>

using namespace std;
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

int main() {
    WSADATA WSAData;
    WORD sockVersion = MAKEWORD(2, 2);
    if (WSAStartup(sockVersion, &WSAData) != 0)
        return 0;
    
    FILE *fp;
    fopen_s(&fp, "test.webm", "rb+");

    SOCKET        s;
    SOCKADDR_IN   salocal, sasession;
    int           dwSessionPort;

    s = socket(AF_INET, SOCK_RDM, IPPROTO_RM);

    salocal.sin_family = AF_INET;
    salocal.sin_port = htons(0);    // Port is ignored here
    salocal.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    bind(s, (SOCKADDR *)&salocal, sizeof(salocal));

    //
    // Set all relevant sender socket options here
    //

    //
    // Now, connect <entity type="hellip"/>
    // Setting the connection port (dwSessionPort) has relevance, and
    // can be used to multiplex multiple sessions to the same
    // multicast group address over different ports
    //
    dwSessionPort = 1234;
    sasession.sin_family = AF_INET;
    sasession.sin_port = htons(dwSessionPort);
    sasession.sin_addr.s_addr = inet_addr("224.4.5.6");

    RM_SEND_WINDOW send_window;
    send_window.WindowSizeInBytes = 8000;
    send_window.WindowSizeInMSecs = 1;
    send_window.RateKbitsPerSec = (send_window.WindowSizeInBytes/send_window.WindowSizeInMSecs)*8;

    int rc = setsockopt(s, IPPROTO_RM, RM_RATE_WINDOW_SIZE, (char *)&send_window, sizeof(send_window));
    if (rc == SOCKET_ERROR)
    {

        cout << "setsockopt(): RM_RATE_WINDOW_SIZE failed with error code " << WSAGetLastError() << endl;

    }
    connect(s, (SOCKADDR *)&sasession, sizeof(sasession));

    //
    // We're now ready to send data!
    //
    char pSendBuffer[1400];

    sockaddr_in serverAddr;
    int iAddrlen = sizeof(serverAddr);




    while (1) {
        if (feof(fp))
            break;
        memset(pSendBuffer, 0, 1400);

        int data_size = fread(pSendBuffer, 1, 1400, fp);
        
        LONG        error;

        error = sendto(s, pSendBuffer, data_size, 0, (sockaddr*)&serverAddr,iAddrlen);

        if (error == SOCKET_ERROR)
        {
            fprintf(stderr, "send() failed: Error = %d
",
                WSAGetLastError());
        }
    }

    WSACleanup();
    return 0;
}

下面是client端代码

#include <iostream>
#include<winsock2.h>
#include<WS2tcpip.h>	//ip_mreqͷ
#include <wsrm.h>
#include <stdio.h>

using namespace std;
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

int main() {
    WSADATA WSAData;
    WORD sockVersion = MAKEWORD(2, 2);
    if (WSAStartup(sockVersion, &WSAData) != 0)
        return 0;


    SOCKET        s,
        sclient;
    SOCKADDR_IN   salocal,
        sasession;
    int           sasessionsz, dwSessionPort;

    FILE * fp;
    fopen_s(&fp, "aaatest.webm", "wb+");

    s = socket(AF_INET, SOCK_RDM, IPPROTO_RM);

    //
    // The bind port (dwSessionPort) specified should match that
    // which the sender specified in the connect call
    //
    dwSessionPort = 1234;
    salocal.sin_family = AF_INET;
    salocal.sin_port = htons(dwSessionPort);
    salocal.sin_addr.s_addr = inet_addr("224.4.5.6");
    int receive_buf_size = 65536 * 10;
    if (setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, (char*)&receive_buf_size, sizeof(receive_buf_size)) < 0)
    {
        std::cout << "setsockopt():SO_RCVBUF failed with error code" << WSAGetLastError() << std::endl;
    }


    bind(s, (SOCKADDR *)&salocal, sizeof(salocal));

    //
    // Set all relevant receiver socket options here
    //

    listen(s, 10);

    sasessionsz = sizeof(sasession);
    sclient = accept(s, (SOCKADDR *)&sasession, &sasessionsz);

    if (setsockopt(sclient, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, (char*)&receive_buf_size, sizeof(receive_buf_size)) < 0)
    {
        std::cout << "setsockopt():SO_RCVBUF failed with error code" << WSAGetLastError() << std::endl;
    }
    //
    // accept will return the client socket and we are now ready
    // to receive data on the new socket!
    //
    LONG BytesRead;
    char pTestBuffer[1400];

    sockaddr_in clientAddr;
    int iAddrlen = sizeof(clientAddr);

    while (1)
    {
        memset(pTestBuffer, 0, 1400);
        cout << "start" << endl;
        BytesRead = recvfrom(sclient, pTestBuffer, 1400, 0, (sockaddr*)&clientAddr, &iAddrlen);
        cout << "end" << endl;
        if (BytesRead == 0)
        {
            fprintf(stdout, "Session was terminated
");
        }
        else if (BytesRead == -1)
        {
            std::cout << "no data?!" << std::endl;
        }
        if (BytesRead > 0)
        {
            fwrite(pTestBuffer, 1, BytesRead, fp);
            std::cout << BytesRead << std::endl;
        }
    }
    fclose(fp);
    WSACleanup();
    return 0;
}