一、WebRTC对抗网络丢包的两种手段

    丢包重传(NACK)和前向纠错(FEC)。FEC是一种前向纠错技术,发送端将负载数据加上一定的冗余纠错码一起发送,接收端根据接收到的纠错码对数据进行差错检测,如果发现差错,则利用纠错码进行纠错。而ULPFEC(Uneven Level Protection Forward Error Correction,直译为非均等保护前向纠错)则是WebRTC实现的FEC方案之一。

二、ULPFEC

    ULPFEC由RFC5109[2]定义,在WebRTC中以RED格式进一步封装在RTP中传输。该标准使用XOR操作基于多个多媒体数据包生成FEC数据包,然后在接收端根据FEC数据包和已接收数据包恢复丢失的数据包。ULPFEC能够针对不同的数据包提供不同的保护级别,从而对重要的数据包提供更多的保护。

三、ULPFEC基本概念

    ULPFEC数据包中包含发送端需要告知接收端的一些重要信息,包括本FEC数据包所保护的媒体数据、保护级别和每个级别的保护长度。简单说来,就是对K个有效数据,产生M个FEC冗余包,这K+M个数据,任意丢失M个数据,都能把K个有效数据恢复出来。

    一般来说,FEC是带宽和保护力度的权衡,针对同样的媒体数据,更多的FEC数据包意味着更有力的抗丢包保护,但同时也会消耗更多的带宽。通常情况下,对于媒体数据包,不同部分的重要程度不一样。因此,我们可以针对数据包的不同部分实施不同程度保护(即非均等保护前向纠错),以充分利用带宽资源。更多带宽花费在更重要的数据部分,相反,较少带宽花费在不那么重要的数据部分。媒体数据包根据重要程度划分为若干部分,每个部分就是我们所说的保护级别,每个部分的长度即为保护长度,每个FEC包可携带多个保护级别的奇偶校验码。根据数据包不同部分重要程度进行保护的算法,就是所谓的ULPFEC非均等保护前向纠错。

 

四、WebRTC中FEC和ARQ的优缺点

FEC

优点:单向传输,延迟小;

缺点:丢包率波动大时,抗丢包能力差,网络利用率不高;

ARQ

优点:网络利用率高;

缺点:延迟大,当延迟大或拥塞丢包时,会导致更严重的拥塞,不能使用ARQ;

ARQ全称Automatic Repeate reQuest,丢包重传,是一种通过重传关键数据包来纠错的信道保护算法,通常使用的是选择重传ARQ。

具体来说,发送端每一个数据包都植入顺序号码和时间戳,顺序号码代表被发送数据包的顺序,允许接收端可以通过监测顺序号码来发现丢包事件;时间戳代表语音视频数据包解码的时间点。发送端发送数据包后,如果接收端没有收到,接收端将会通过RTCP/TCP信道发送一个重传请求。发送端维护一个缓冲队列,当收到重传请求的时候将会重传数据包。接收端也会维护一个缓冲队列,等待尚未收到的数据包以及对已经收到的数据包进行排序。在解码deadline到来之前,接收端把缓冲区的数据包交给解码器进行解码。在解码deadline的时间点,接收端要么已经收齐了预期的数据包,要么已经决定放弃继续等待。

无论是码率自适应、FEC还是ARQ,都要依赖带宽估算算法来工作。码率自适应根据带宽估算的结果来自动调节码率;FEC和ARQ根据带宽估算的结果来分配冗余数据所占的带宽。

 

 五、FIR(关键帧请求)

Full intra-frame Request

 
 参考链接:
1. https://zhuanlan.zhihu.com/p/104579290
2.https://www.jianshu.com/p/06a27ebacec7

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