向同一地址发送 UDP 数据包的效率

Question

我正在修改现有应用程序中的一些基础架构，该应用程序将 UDP 数据包发送到 1...N 个地址（通常是多播）。目前，假设有 T 个发送器对象，并且在某些情况下，所有发送器都发送到同一个地址。

所以为了简化并提供一个示例，假设有 3 个发送器对象，它们都需要发送到一个特定的地址。我的问题是......哪个更有效？：

选项 1) 在单个套接字周围放置一个互斥体，并让所有发送器 (T) 共享同一个套接字。

T----\
T----->Socket
T----/

选项 2) 使用三个单独的套接字，都发送到同一个位置。

T----->Socket 1
T----->Socket 2
T----->Socket 3

我怀疑使用第二个选项，在后台，操作系统或 NIC 在最终传输周围放置了一个互斥锁，因此从总体上看，选项 2 可能与选项 1 没有太大不同。

下周我可能会在我的开发 PC 上设置一个实验，但我无法测试用户可能安装的所有潜在计算机配置。我也意识到有不同的实现 - Windows 与 Linux，不同的 NIC 芯片组制造商等，但我想知道是否有人可能有一些过去的经验或架构知识，可以阐明一个选项相对于另一个选项的优势。

谢谢！

Answer 1

在 Windows 10 计算机上运行一些基准测试后，我有了一个“答案”，至少让我大致了解了预期结果。我不能 100% 确定每个系统的行为方式都相同，但我运行的大多数服务器都使用 Intel NIC 和 Windows 10，而且我的典型数据包大小约为 1200 字节，所以这个答案至少让我感到舒服这对我的特定情况是正确的。我决定在这里发布结果，以防其他人可以利用这个实验。

我构建了一个简单的命令行应用程序，它首先使用一个带有互斥锁的单个套接字生成 T 个发送器线程。紧接着，它将使用相同数量的发射器运行另一次测试，但是这次每个发射器都有自己的套接字，因此不需要互斥体，（尽管我确信在较低级别有一个锁定机制）。每个发射器都尽可能快地发出数据包。

这是我使用的测试设置：

• 2,700,000 个数据包，每个数据包 1200 字节。
• 发布模式，64 位。
• i7-3930K CPU，Intel 千兆 CT PCIE 适配器。

这是结果

• 1 个发送器：SharedSocket = 28.2650 秒：1 个套接字 = 28.2073 秒。
• 3 个发送器：SharedSocket = 28.4485 秒：MultipleSockets = 27.5190 秒。
• 6 个发射器：SharedSocket = 28.7414 秒：MultipleSockets = 27.3485 秒。
• 12 个发射器：SharedSocket = 27.9463 秒：MulitpleSockets = 27.3479 秒。

正如预期的那样，只有一个线程的测试对两者的时间几乎相同。但是，在具有 3、6 和 12 个发送器的情况下，通过每个线程使用一个套接字而不是共享套接字，性能会提高大约 3%。这不是一个巨大的差异，但如果你试图从你的系统中挤出每一盎司，这可能是一个有用的统计数据。我的特殊应用是传输大量视频。

作为一个健全性检查....这是TaskManager在服务器端的网络页面的屏幕截图。在测试进行到一半时，您可以看到吞吐量增加了，这与切换到第二个多插槽测试的时间一致。我还附上了客户端计算机的屏幕截图（它是一个 Windows 7 机器）。