带宽估计需要带宽侦测
Posted on Sun 26 March 2023 in Journal
| Abstract | 带宽估计需要带宽侦测 |
|---|---|
| Authors | Walter Fan |
| Category | learning note |
| Status | v1.0 |
| Updated | 2023-03-26 |
| License | CC-BY-NC-ND 4.0 |
带宽估算是拥塞控制中非常重要的技术, 避免拥塞是重要手段就是根据发送比特率, 接收比特率, 丢包和延迟估算出大致的带宽, 以小于这个带宽的速率发送数据.
我写过几篇相关的笔记
- 拥塞控制技术笔记之理论篇
- WebRTC 拥塞控制技术之 Transport Wide Congestion Control
- WebRTC 拥塞控制之 REMB - 接收方带宽估计
- WebRTC 拥塞控制技术之 GCC 的实现一
在WebRTC中，带宽侦测是非常重要的，因为它可以帮助决定网络的可用带宽，以便在实时通信中动态调整音频和视频流的质量。
在WebRTC中，带宽侦测是通过周期性地发送数据包并测量其到达时间来完成的。WebRTC中的带宽侦测通常涉及以下步骤：
- 发送数据包: WebRTC会周期性地向对方发送一些数据包，通常称为“probe packets”。这些数据包的大小和发送间隔可以根据应用程序需求进行调整。
- 计算延迟: 当对方收到数据包时，会立即将其回传到发送方。发送方会测量从发送数据包到收到回传数据包所需的时间，从而计算出延迟。
- 计算数据传输速度: 根据延迟和数据包大小，WebRTC可以计算出网络连接的实际带宽。可以在多个时段进行带宽侦测，以确定带宽的平均值。
- 动态调整数据传输速率: 在WebRTC中，根据实时带宽侦测的结果，可以动态调整音频和视频流的数据传输速率。这可以确保在网络质量变差时，WebRTC应用程序仍然可以保持稳定的通信。
需要注意的是，WebRTC中的带宽侦测是自适应的，并且会根据网络条件动态地调整数据传输速率。这可以确保WebRTC应用程序在不同的网络环境中都能够提供高质量的实时通信体验
ALR是指“Application-Limited Region”，它是一种网络拥塞控制算法，用于帮助WebRTC应用程序在低带宽或高延迟的网络环境下更好地适应网络条件。
当WebRTC应用程序检测到网络带宽不足时，它会将自己标记为“应用程序受限区域”（Application-Limited Region，ALR）。在ALR中，WebRTC应用程序将限制数据传输速率，以减少对网络带宽的使用，从而避免网络拥塞的发生。
在WebRTC中，ALR的实现方式是通过动态调整数据传输速率来实现的。当WebRTC应用程序进入ALR时，它会暂停数据传输，等待一段时间后再重新开始发送数据，但是速率会低于之前的速率。在这个过程中，WebRTC应用程序会周期性地进行带宽侦测，以确定是否可以增加数据传输速率。
需要注意的是，ALR算法在WebRTC中是一种自适应算法，它会根据网络条件和应用程序需求动态地调整数据传输速率。在网络条件变化时，WebRTC应用程序会自动进入或退出ALR，以确保网络拥塞控制的有效性和稳定性。
带宽侦测的常见的技术有
- Ping测试：Ping测试是一种最简单的带宽侦测方法，它是通过发送一个小的数据包到目标地址，并等待响应的时间来判断网络延迟和网络状况。Ping测试可以用来测试网络是否正常工作，但并不能提供准确的带宽信息。
- Speedtest测速：Speedtest是一种广泛使用的测速工具，它通过下载和上传大文件来测量网络的带宽。Speedtest可以提供准确的下载和上传速度，并且可以分析网络状况，但它不能提供实时的带宽侦测。
- TCP窗口扫描：TCP窗口扫描是一种通过发送一系列的TCP SYN数据包并测量它们的响应时间来检测网络带宽的方法。TCP窗口扫描可以提供准确的带宽信息，但它的测试结果可能会受到网络拥塞、数据包丢失和路由问题的影响。
- UDP带宽测试：UDP带宽测试是一种通过发送一系列的UDP数据包并测量它们的到达时间来检测网络带宽的方法。UDP带宽测试可以提供实时的带宽侦测，并且不会受到TCP拥塞控制的影响，但它可能会导致网络拥塞，并且不能提供延迟和丢包率等信息。
- WebRTC带宽侦测：WebRTC是一种实时通信技术，它可以通过周期性地发送数据包并测量其到达时间来进行带宽侦测。WebRTC带宽侦测可以提供实时的带宽信息，并且可以动态地调整数据传输速率，以适应不同的网络环境。
WebRTC使用了一种名为REMB（Receiver Estimated Max Bitrate，接收方估计的最大比特率）的机制来进行带宽侦测。在WebRTC中，每个参与通信的客户端都会周期性地向对方发送一个RTCP Feedback包，并在该包中包含自己对对方视频流的带宽需求，即期望的最大比特率。接收方收到RTCP Feedback包后，会根据其中包含的带宽需求和自身的网络状况，发送一个Feedback包回复发送方，告诉其可以发送的最大比特率。
通过这种方式，WebRTC可以在客户端之间交换网络状况和带宽需求信息，从而动态地调整数据传输速率，以适应不同的网络环境。
WebRTC中的TWCC（Transport Wide Congestion Control，传输层拥塞控制）是一种新的拥塞控制机制，与传统的基于REMB的带宽侦测相比，具有更好的性能和鲁棒性。
在传统的REMB机制中，发送方发送一个Feedback包给接收方，接收方根据其中包含的带宽需求和自身的网络状况，发送一个Feedback包回复发送方，告诉其可以发送的最大比特率。这种机制对网络状况的响应速度较慢，容易出现拥塞控制不够及时的情况，从而影响通信质量。
TWCC机制引入了一种新的拥塞控制机制，使用了一种名为“Feedback Packet Information”（FPI）的机制来收集数据。通过在Feedback包中包含FPI信息，TWCC可以更准确地估计网络的拥塞程度，并及时地调整发送速率，以避免网络拥塞。
TWCC机制的另一个优势是可以对每个视频流进行独立的拥塞控制。这样，在多路视频通信的情况下，TWCC可以更准确地调整每个视频流的发送速率，以适应不同的网络环境，从而提高通信质量和稳定性。
总之，WebRTC的TWCC机制相比传统的REMB机制，具有更好的性能和鲁棒性。但需要注意的是，TWCC机制在一些老旧的网络环境下可能会遇到兼容性问题，因此在实际应用中需要进行充分的测试和评估。
本笔记由 Chatgpt 辅助编写