WebRTC基于GCC的拥塞控制算法[转载]
2019-06-25 23:06 jiayayao 阅读(1439) 评论(1) 编辑 收藏 举报实时流媒体应用的最大特点是实时性,而延迟是实时性的最大敌人。从媒体收发端来讲,媒体数据的处理速度是造成延迟的重要原因;而从传输角度来讲,网络拥塞则是造成延迟的最主要原因。网络拥塞可能造成数据包丢失,也可能造成数据传输时间变长,延迟增大。拥塞控制是实时流媒体应用质量保证(QoS)的重要手段之一,它在缓解网络拥堵、减小网络延迟、平滑数据传输等质量保证方面发挥重要作用。WebRTC通控制发送端数据发送码率来达到控制网络拥塞的目的,其采用谷歌提出的拥塞控制算法(Google Congestion Control,简称GCC)来控制发送端码率。
GCC算法分两部分:发送端基于丢包率的码率控制和接收端基于延迟的码率控制。基于丢包率的码率控制运行在发送端,依靠RTCP RR报文进行工作。WebRTC在发送端收到来自接收端的RTCP RR报文,根据其Report Block中携带的丢包率信息,动态调整发送端码率As。基于延迟的码率控制运行在接收端,WebRTC根据数据包到达的时间延迟,通过到达时间滤波器,估算出网络延迟m(t),然后经过过载检测器判断当前网络的拥塞状况,最后在码率控制器根据规则计算出远端估计最大码率Ar。得到Ar之后,通过RTCP REMB报文返回发送端。发送端综合As、Ar和预配置的上下限,计算出最终的目标码率A,该码率会作用到Encoder、RTP和PacedSender等模块,控制发送端的码率。
一、发送端基于丢包率的码率控制
GCC算法在发送端基于丢包率控制发送码率,其基本思想是:丢包率反映网络拥塞状况。如果丢包率很小或者为0,说明网络状况良好,在不超过预设最大码率的情况下,可以增大发送端码率;反之如果丢包率变大,说明网络状况变差,此时应减少发送端码率。在其它情况下,发送端码率保持不变。GCC使用的丢包率根据接收端RTP接收统计信息计算得到,通过RTCP RR报文中返回给发送端。RTCP RR报文统计接收端RTP接收信息,如Packet Loss,Jitter,DLSR等等。
发送端收到RTCP RR报文并解析得到丢包率后,根据图3公式计算发送端码率:当丢包率大于0.1时,说明网络发生拥塞,此时降低发送端码率;当丢包率小于0.02时,说明网络状况良好,此时增大发送端码率;其他情况下,发送端码率保持不变。最终码率会作用于Encoder、RTP和PacedSender模块,用以在编码器内部调整码率和平滑发送端发送速率。
二、接收端基于延迟的码率控制
GCC算法在接收端基于数据包到达延迟估计发送码率Ar,然后通过RTCP REMB报文反馈到发送端,发送端把Ar作为最终目标码率的上限值。其基本思想是: RTP数据包的到达时间延迟m(i)反映网络拥塞状况。当延迟很小时,说明网络拥塞不严重,可以适当增大目标码率;当延迟变大时,说明网络拥塞变严重,需要减小目标码率;当延迟维持在一个低水平时,目标码率维持不变。基于延时的拥塞控制由三个主要模块组成:到达时间滤波器,过载检查器和速率控制器;除此之外还有过载阈值自适应模块和REMB报文生成模块。
作者:weizhenwei
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