所谓的弱网络环境就是网络不是很好,比如无线wifi,跨多层网络路由、或者网路负载过大等等情况。这样数据在传输种会发生丢失的情况。
再说,网络协议,传输层分udp和tcp.本人对tcp做了专门的分析。见下图。
谈谈弱网络环境下的视频传输
看图,我只开了开了2%的丢包,导致发送速度从>500Mb/s下降到 <160Mb/s。速度下降比率达70-80%,发生这个现象的原因是TCP的拥塞处理,当发现网络丢包的时候,就启动拥塞控制机制,降低发送速度,达到tcp可靠性传输的目的。大于大数据和视频的传输,速度在传输成降低这么多,很难满足应用层的需求,如果是视频就会导致视频的卡顿。因为接收端收不到需要的视频帧,只有停下来花更多的时间等待。实时上笔者在实际开发视频传输的时候使用过tcp,在我无线网络的情况下,tcp确实特别容易卡顿。关于tcp拥塞控制,大家可以搜索查阅相关的资料,这个不做细说。
笔者用的丢包工具是clumsy0.2。

我们查明了tcp卡顿的原因后,决定放弃tcp,那只有udp了,但是udp又不可靠,会有丢包和乱序的问题,导致视频播放的花屏,这个花屏是因为关键帧或者参考帧丢失了,导致后界的视频无法正常的恢复,从而出现花屏。于是有查阅了相关的资料,找到了一个udt 协议。
关于udt协议,网上的说明如下:
基于UDP的数据传输协议(UDP-based Data Transfer Protocol,简称UDT)是一种互联网数据传输协议。UDT的主要目的是支持高速广域网上的海量数据传输,而互联网上的标准数据传输协议TCP在高带宽长距离网络上性能很差。 顾名思义,UDT建于UDP之上,并引入新的拥塞控制和数据可靠性控制机制。UDT是面向连接的双向的应用层协议。它同时支持可靠的数据流传输和部分可靠的数据报传输。 由于UDT完全在UDP上实现,它也可以应用在除了高速数据传输之外的其它应用领域,例如点到点技术(P2P),防火墙穿透,多媒体数据传输等等。
按照这个及时他是基于udp的协议,又是可靠的,那么是否不会有tcp丢包拥塞的问题。
于是对udt协议做了测试,利用其项目代码里面的demo测试。
udp是开源的项目,下载地址是:https://sourceforge.net/projects/udt/。目前是udt4.

如下图是没有丢包干扰的情况下的发送截图:
谈谈弱网络环境下的视频传输
开了丢包干扰又会如何呢,见下图。
谈谈弱网络环境下的视频传输

我们看到udt 协议也是一样的开了丢包干扰后速度下降更多。那为什么呢,不是说udt是基于udp的协议,而udp不会发生拥塞控制么?为此笔者阅读了udt的代码,发现他就是在udp的基础上做加了应答处理,让udp变得可靠,当然也有“拥塞控制算法”,只不过是应用层的,笔者认为由于这个控制算法是基于应用层的,而且发展的时间,使用的频率都没有tcp长,所有在发生拥塞的时候的表现自然要弱于tcp很多。
那么笔者又想到一个问题,那为什么要有udt协议呢?直接使用tcp不是挺好么?笔者又查阅了资料,其实在此文关于udt介绍里面就有答案:由于UDT完全在UDP上实现,它也可以应用在除了高速数据传输之外的其它应用领域,例如点到点技术(P2P),防火墙穿透,多媒体数据传输等等。udt就是为了做p2p翻墙容易 和 传输可靠而已。
至此,关于本文标题的答案探索,似乎走向了死角,所有的探索都失败了。在笔者不屑的努力下,终于又柳暗花明。

笔者查到了webrtc项目关于抗丢包处理策略,简称为QOS-FEC-NACK技术,FEC 中文意思是向前纠错。NACK 是选择性重传,QOS 是处理乱序问题。基于这样一整套在应用层的丢错重传机制,最大程度了保证了视频的传输的可靠性。下面笔者分别来介绍这个技术。
首先介绍FEC(Forward Error Correction),FEC算法的原理,参见这个博客https://blog.csdn.net/u010178611/article/details/82656838。这里贴出其博客的全文。
笔者经过半年的技术攻关开发出了QOS-NACK-FEC抗丢包传输协议,可以加群。864517291

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