webrtc neteq Nack_tracker重发(ARQ 的nack技术) 介绍

NackTracker 是 WebRTC NetEq 模块中用于跟踪丢失的 RTP 数据包并生成 NACK(Negative Acknowledgement,)列表的核心类。

它的主要目的是在网络状况不佳导致丢包时,通过请求发送端重传丢失的数据包来恢复音频质量,同时避免请求那些已经"过时"(即播放时间已过或即将到达,重传来不及)的数据包。

NackTracker 是一个智能的丢包跟踪器。它不仅仅是记录哪些包没收到,更重要的是基于时间的决策引擎。它通过实时估算每个丢失包的"剩余寿命"(距离播放还有多久),结合网络 RTT,动态决定哪些包值得重传(Missing),哪些包应该放弃(Late 或过期),从而在恢复音频质量和控制延迟/带宽之间取得平衡。

一、核心概念:Missing vs. Late

NackTracker将未到达的数据包分为两类:

• Late (迟到): 数据包虽然还没到,但预计在其播放时间之前还有可能到达。此时不请求重传,继续等待。

• Missing (丢失): 数据包不仅没到,而且根据当前的网络往返时间(RTT)估计,即使现在请求重传,在播放时刻之前也大概率无法到达;或者该包已经严重滞后,不再有价值。此时将其标记为 Missing,并加入 NACK 列表请求重传。

二, 关键成员

2.1, nack_list_ (NackList):

• 一个 std::map,Key 是 RTP 序列号,Value 是 NackElement。

• NackElement 包含:

• time_to_play_ms: 估计该包还需要多少毫秒才被播放。

• estimated_timestamp: 估计该包的 RTP 时间戳。

• is_missing: 标记该包是"丢失"还是"迟到"。

2.2, nack_threshold_packets_:

• 阈值。如果当前收到的最新包序列号为 ,那么序列号小于 且未收到的包被视为 Missing。序列号在 之间的未收到包被视为 Late。

2.3 max_nack_list_size_:

• NACK 列表的最大长度限制。防止内存无限增长,只保留最近的丢失包。

2.4 samples_per_packet_ & sample_rate_khz_:

• 用于计算每个包的持续时间,从而估算 time_to_play。

三,主要工作流程函数

3.1 初始化与重置

1, Create(int nack_threshold_packets): 工厂方法创建实例。

2, Reset(): 清空 NACK 列表。通常在切换编解码器或采样率变化时调用,因为旧的包重传已无意义。

3, UpdateSampleRate(int sample_rate_hz): 更新采样率,以便正确计算播放时间。

3.2 状态更新

1, UpdateLastReceivedPacket(seq, ts):

• 当一个新的 RTP 包从网络到达并插入 NetEq/ACM 时调用。

• 核心逻辑:

a. 检测序列号跳跃,识别中间缺失的包。

b. 调用 AddToList 将缺失包加入 nack_list_。

c. 调用 ChangeFromLateToMissing:检查之前的 "Late" 包,如果它们现在的序列号距离最新包超过了 nack_threshold,则转为 "Missing"。

d. 调用 LimitNackListSize:移除过旧的包。

2 , UpdateLastDecodedPacket(seq, ts):

• 当 NetEq 成功解码并输出 10ms 音频时调用。

• 核心逻辑:

a. 更新最后解码包的序列号和时间戳。

b. 调用 UpdateEstimatedPlayoutTimeBy10ms:将 nack_list_ 中所有包的 time_to_play_ms 减去 10ms。因为时间流逝了,剩余等待播放的时间变短了。

3.3,获取 NACK 列表

1, GetNackList(int64_t round_trip_time_ms):

• 这是上层(如 RtpRtcp 模块)调用的接口,用于获取需要请求重传的序列号列表。

• 筛选逻辑:

a. 遍历 nack_list_。

b. 只选择 is_missing == true 的包。

c. 进一步筛选:只有当 time_to_play_ms > round_trip_time_ms 时才加入列表。

• 原因: 如果剩余播放时间小于 RTT,说明即使现在立刻请求重传,包也会在播放时刻之后才到达,因此请求重传是无效的,甚至浪费带宽。

四,辅助函数

1, EstimateTimestamp(seq):

根据已知包的时间戳和序列号差值,线性推算丢失包的时间戳。

2, TimeToPlay(timestamp):

根据当前解码进度和包的时间戳,计算该包距离被播放还有多少毫秒。

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