WebRTC getStats API基础[译]

本文英文原文链接为：https://www.callstats.io/2015/07/06/basics-webrtc-getstats-api/

WebRTC是由W3C定义的HTML5 API，它支持浏览器间无插件音视频会话。WebRTC流量在尽力传送的IP网络上传输，这导致它容易受网络拥塞状况的影响。典型地，网络拥塞会导致延迟增加；当路由器通过丢包减轻拥塞时，数据包会丢失。突发丢包和长延迟影响WebRTC媒体流的质量，降低接收端用户体验。为保证WebRTC提供尽可能优质的会话，W3C标准包含一个实时统计API，即著名的getStats()。

有两种方法可以获得WebRTC的统计信息：1).在浏览器中打开webrtc-internals页面并查看(只在Chrome和Opera浏览器上可用)。2).调用getStats() API。本文论述getStats() API的基本信息，并着重研究几个度量，开发者可以使用这些度量获得WebRTC的统计信息。

媒体数据管线

媒体数据的采集、传输、接收和播放通常是结构良好的处理过程，数据在每个阶段都发生变化，我们需要能够度量这些变化。一个典型的媒体管线如图1所示，音视频数据定期通过麦克风和摄像头采集得到。原始数据通过编码器进行压缩，并进一步打包成MTU单元，然后发送到网络上。接收端收到数据包后，组合成帧。完整帧接下来由解码器解码，并最终渲染到输出设备。在这期间可能丢弃不完全帧，或者使用隐藏机制屏蔽错误帧，这些会对用户体验带来不同的影响。

图1 WebRTC数据管线结构和统计API

getStats API结构

getStats API的结构如下：

1. 发送端媒体采集统计：对应于媒体数据的产生，包括帧率，帧大小，媒体数据源的时钟频率，编解码器名称，等等。

2. 发送端RTP统计：对应于媒体数据的发送，包括发送数据包数，发送字节数，RTT，等等。

3. 接收端RTP统计：对应于媒体数据的接收，包括接收数据包数，接收字节数，丢弃数据包数，丢失数据包数，网络抖动，等等。

4. 接收端渲染统计：对应于媒体数据的渲染，包括丢弃帧数，丢失帧数，渲染帧数，渲染延迟，等等。

杂项统计信息

·Datachannel度量：对应于datachannel的数据收发字节数和其他信息。

·网络接口度量：对应于和活动网络接口相关的度量。例如，网络接口从Wifi转向3G/LTE，或者相反。活动网络接口也包含其他网络相关度量：经由接口发送的字节数、数据包数，以及RTT等。

·证书统计：显示证书相关信息，例如，指纹和算法。

核心度量

帧间到达间隔：也叫jitter，是一项核心度量。由于数据帧是周期性产生和发送的，因此我们也期望它们能够周期性到达。由于网络上其他流量的存在，数据包有可能乱序到达，更有可能到达间隔变化非常大。在音频会话中这将导致音节拉长或突然断线。如果同时也有视频，则会导致音视频不同步。

包丢失和包丢弃：数据包可能在网络上丢失而无法到达目的地，即包丢失。通信应用要求数据帧能够及时解码，以维持会话的连续性和交互性。因此，无法及时到达的数据帧将会在解码之前被丢弃，即包丢弃。在这两种情况下，解码器需要补偿丢掉的数据包带来的影响，比如错误隐藏或者按实际接收数据解码。这将会导致视频的马赛克或者黑屏，以及音频的声音跳变。

应用程序可以分析getStats()调用的结果，查询RTP接收统计信息，以得到jitter、packetsLost和packetsDiscarded等核心度量。

简化E-model例子

在下面的例子中，发送端使用RTT数据计算平均单向延迟，并把计算结果映射到MOS（平均意见分数，基于用户对通话质量的感知）。简化的E-model如图2所示。

---

    varselector = pc.getRemoteStreams()[0].getAudioTracks()[0];

    varrttMeasures = [];

    var aBit = 1000;

    setTimeout(function() {

        pc.getStats(selector,function(report) {

            for (var i n report) {

                var now=report[i];

                if (now.type == "outboundrtp") {

                    rttMeasures.append(now.roundTripTime);

                   var avgRTT = average(rttMeasures);

                   var emodel = 0;

                   if (avgRtt/2>=500)

                        emodel=1; 

                   else if(avgRtt/2>=400)

                        emodel=2;

                   else if(avgRtt/2>=300)

                        emodel=3;

                  else if(avgRtt/2>=200)

                        emodel=4;

                  else if(avgRtt/2<200)

                       emodel=5;

                }

           }

       },

      logError);

}, aBit);

functionaverage (values) {

    var sumValues=values.reduce(function(sum, value) {

        return sum+value;

    }, 0);

    return(sumValues/values.length);

}

function logError(error) {

    log(error.name+": "+error.message);

}

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图2 和WebRTC会话音频延迟相关的E-model等级划分

如上例所示，WebRTC数据统计API包含丰富的度量信息，这些信息可以用在任何WebRTC服务中。然而，为获得getStats()度量信息带来的益处，我们需要非常多的资源（包括收集和组织数据，以及分析和诊断等）。比起构建一个实际的WebRTC应用，从头开始收集数据并转化为信息需要消耗更多的时间和精力。