WebRTC中丢包重传机制的实现

当网络质量突然变的很差并开始丢包时，声音听起来音质会变差，画面帧速会下降，甚至会完全卡住。我们可能需要某种机制来应对这种情况。在WebRTC中，主要有两种机制来应该网络变差的情况：

1. 前向纠错：在每个数据包中，您将添加一些关于前一个信息的信息，以防丢失，您需要重新构建它们（flexfec是WebRTC [1]中的新格式）。
2. 重传：当接收方检测到有丢包时，它会发送NACK类型的RTCP包给发送方，发送方会重发这些数据。

这些机制可以根据网络条件进行组合，也可以针对特定情况进行调整，如[2]中所述的可扩展视频。在Chrome中，理论上音频，视频丢包都可以重传，但默认情况下只会启用视频丢包重传。下面会详细介绍丢包重传的具体实现。

RTP接收方

丢包重传的请求是由RTP接收方发起的。当RTP接收方检测RTP包头中的seq属性发现有丢包时，丢包重传机制就会启用。但是，是否检测到下一个RTP包不是自己预期想要的哪个就会要求重传呢？比如当前RTP序号是99，下一个来的包序号是101，哪就是否意味着序号为100的包就丢了呢？由于RTP协议是基于UDP的，而UDP又是无序传输的。再下一个包又可能就是序号为100的包。WebRTC会以500毫秒周期性的检测有没有丢包，然后不断请求重传特定数据包，除非序列号为“超过10000 old”，列表中丢失的数据包数量大于1000，您已经询问了相同的数据包10次，或者您有一个新的可解码的完整数据帧（任何依赖于其他帧的数据包都不丢失）。 

# code from nack_module.cc

on_packet(rtp):

#检测丢包

if rtp.seq_num < newest_seq_num: # out of order or retransmnission

return

add_missing(newest_seq_num + 1, rtp.seq_num)

if rtp.is_first_packet_of_keyframe:

keyframes.insert(rtp.seq_num)

newest_seq_num = packet.seq_num

if nack = generate_nack(SEQ):

send_nack(nack)

#删除过时的包

add_missing(from_seq_num, to_seq_num):

packets_lost.remove_older_than(10000) # MAX_PACKET_AGE (sequence numbers)

if packets_lost.size() > 1000: # MAX_SIZE

packets_lost.remove_until_keyframe()

if packets_lost.size() > 1000: # Still too big

packets_lost.clear()

sender.request_keyframe()

return

for seq_num in range(from_seq_num, to_seq_num):

packets_lost.insert(seq_num)

# 有一个最新的可解码完整帧，清空重传队列

cleanup_to(to_seq_num):

packets_lost.remove(seq_num < to_seq_num);

generate_nack(mode):

seq_nums = []

for packet in packets_lost:

if packet.retries > 10: # MAX_RETRIES

packets_lost.remove(packet)

if (mode == SEQ and packet.seq_num < newest_seq_num) or

(mode == TIME and packet.sent_at + rtt > now()):

seq_nums.insert(packet.seq_num)

packet.sent_at = now()

return seq_nums

every_20_msec():

if nack = generate_nack(TIME):

send_nack(nack)

#rtp_rtcp_impl.cc 发送nack重传rtcp包

send_nack(seq_nums):

if now - time_last_full_nack_sent < 1.5 * RTT:

seq_nums.filter(seq_num > seq_num_last_nack_sent)

else:

time_last_full_nack_sent = now

if seq_nums.length > 253:

seq_nums = seq_nums[:-253]

send(new RtcpNack(seq_nums))

RTP发送方实现

RTP发送方接收到NACK重传请求后会重传所有的数据包吗？WebRTC是这样实现的：

1. 保留在最近1000毫秒（“历史”）中发送的数据包的副本。
2. 当接收到NACK时，如果历史记录中仍然有这个数据包，尝试发送数据包。
3. 但...（rtp_sender.cc）

• 如果这个数据包刚在前面一个RTT时间范围内传输过了，就忽略。
• 如果要求重传数据太多，请忽略该请求。
• 如果启用了WebRTC的pacing模块，则将该重传数据包插入到队列中，并且具有正常的优先级，由pacing模块发送。