如何做到低延迟跨境直播 续

作者: 传输技术控 | 来源:发表于2020-03-28 18:17 被阅读0次
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    上一篇文章说了在使用HARQ做跨境传输的时候,会有两个难点:

    难点1:你怎么知道数据包是丢失了,还是它还在传输中呢?

    难点2:难点1中说要马上重传,但如果重传数据过多,又会造成带宽消耗,引起更多数据包的丢失。

    对于这两个如同悖论的难点,解决起来的确有些棘手,而且解决这两个难点的方法各有不同。

    我大概说说我的做法。

    解决这两个难点,最麻烦的一点是我们没有一个考核标准。什么考核标准呢?就是如何判断这个数据包是正在传输状态还是说已经被丢失了。

    举个例子:我们从上海邮寄一封信给北京的朋友。我们邮寄之前一定心里会有一个预期,这封信从上海到北京大概需要多久?你的朋友大概多久可以拿到你的信。如果超过了这个时间阀值,我们心里肯定会想——完了,这封信丢了。即便是这封信没丢,还在某个仓库放着,你也会觉得它是丢了的。这时候就应该想其它办法来处理邮件中的信息了。

    我的专利中处理重传的机制和这个有点类似。

    我会有一个时间阀值,数据包超过这个时间阀值,依然没有对方的确认信息,那么我就认为这个数据包已经丢失了。需要重传了。

    这个过程中依靠的重要一点就是这个时间阀值。

    这个阀值不能太大,如果太大,这个数据包已经丢失很久了,你才知道,那肯定不行的。谁都不想后知后觉的。

    这个阀值也不能太小。

    所以这个阀值一定是动态的,每次都会进行测量。为了保证阀值的平稳性,应该要采用一定的均值算法来进行计算。

    这个过程在TCP协议中已经有了很好的解决。

    RTT时间就是为了这个而存在的,以下是我百度的RTT时间解释:

    RTT(Round-Trip Time)往返时间在计算机网络中它是一个重要的性能指标。表示从发送端发送数据开始,到发送端收到来自接收端的确认(接收端收到数据后便立即发送确认,不包含数据传输时间)总共经历的时间。

    我们采用RTT时间来作为阀值。计算机计算需要一点时间,所以我添加一些冗余时间,采用的是RTT时间的1.5倍来作为阀值时间。每次数据发送和接收都进行计算。

    下来就是求均值了。求出的均值在TCP中叫做RTO时间。下面又是贴算法的时刻了,这个算法用来计算RTO时间,是RFC中的:

    Jacobaon/Karels 算法(RFC6298)

    第一次RTO计算方法, 假设RTT = R

    1.  SRTT = R

    2.  RTTVAR = R/2

    3.  RTO = SRTT + max(G, K*RTTVAR) , K = 4

    后续的RTO计算,假设当前的RTT为R'

    RTTVAR = (1 - beta)*RTTVAR + beta*|SRTT - R'|    *计算平滑RTT和真实RTT的差距,切记这个地方的SRTT是上一次的SRTT*

    SRTT = (1 - alpha)*SRTT + alpha*R' * 计算平滑RTT*

    RTO = SRTT + max(G, K*RTTVAR)

    alpha = 1/8  beta = 1/4

    以上算法看着头大,其实就是求均值的一种而已。

    写到这里,关于HARQ的说明就差不多了。

    是不是有点好奇:我们说的是跨境传输,为啥花这么大力气说HARQ呢?

    在我所参与的跨境项目中,HARQ占据着非常重的角色。

    下来我们说说跨境视频传输的架构。

    跨境传输示意图

    这是跨境传输的一个简单架构图,这个架构图大致说明了采用的方法。

    第一步:通过HLS下载模块来对于HLS协议的索引文件、视频文件进行下载。

    第二步:将加载的文件(索引文件和视频文件)通知给HARQ客户端,要求它进行跨境传输。

    第三步:HARQ服务端将接收到的文件保存到指定的目录下。

    剩下的就是北美的Web Service对这个文件提供HTTP的服务了。有了HTTP服务,我们就可以在北美那边为当地的CDN对接厂商提供稳定的直播源了。

    看到没有,我们从国内的HLS视频源,通过一系列的方法,将它转到了北美,做成为了北美的视频源。对于用户来说,整个过程是完全的黑盒。

    就是这么神奇,哈哈。

    回到我在上一篇中卖的关子,通过以上琳琳种种的方法,我们实现了跨境传输,这个实现非常麻烦,为的是控制权在我们自己。但要实现起来,却需要非常深厚的编码功底。

    对于不想编程、没有开发能力的怎么做到跨境传输呢?

    其实方法也有,而且还挺简单,那就是采用大名鼎鼎的BBR。

    什么是BBR,这个大家可以去百度自己查找,文章、口水一大堆一大堆的。

    我们的实测结果是开启了BBR以后,观看视频流的确比较稳定。没有开发能力的可以采用BBR来实现跨境传输。

    网上搞开源的HARQ的东西不怎么多,知名的有WebRtc 、QUIC等等,最近比较火的SRT是基于UDT的,记得好几年前我推荐朋友使用UDT的时候,他们反馈效果不怎么样,而且好像UDT只是一个ARQ,没有FEC部分。

    我们回顾一下,为了将国内的视频节目传输到北美,我们采取了HARQ作为中间传输桥梁,进行直接传输,将数据传输到北美。

    但是我们国家有句话叫做——条条大路通罗马。要达到传输数据到北美,有很多的实际路线。

    1:国内-》北美

    2:国内-》欧洲-》北美

    ...

    估计你还能想去很多其它的路线。

    这些线路中有好有坏,有的线路是完全不能使用的。所以为了达到传输到北美,我们完全可以写一个智能线路选择,从中找出一个稳定性、丢包率、延时性都非常好的线路来进行传输。

    这是否属于软件定义网络(Software Defined Network,SDN)的一种方式呢?

    今天就说到这里了。

    很快会有下一篇。

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