深入浅出WebRTC—ALR

ALR（Application Limited Region）指的是网络传输过程中，由于应用层的限制（而非网络拥塞）导致带宽未被充分利用的情况。在这种情况下，应用层可能因为处理能力、手动配置或其他因素无法充分利用可用带宽，导致实际传输速率低于网络最大可能提供的速率。因此，在进行拥塞控制或带宽估算时，识别和处理 ALR 状态对于避免不必要的码率下调或误判网络状况至关重要。

1. 配置

ALR逻辑比较简单，配置项就3个，主要用来协助定义进入和退出ALR状态的规则。

struct AlrDetectorConfig {// ALR使用的带宽是估计带宽乘以一个比例系数double bandwidth_usage_ratio = 0.65;// 带宽使用从高点下降，且剩余可用带宽占总容量的比例达到或超过此值时，视为开始进入ALR状态。double start_budget_level_ratio = 0.80;// 当带宽使用回升，且实际使用比例再次超过此值时，认为已从ALR状态中恢复出来。double stop_budget_level_ratio = 0.50;std::unique_ptr<StructParametersParser> Parser();
};

2. 静态结构

ALR实现只有两个类，AlrDetector提供接口，其内部使用IntervalBudget来更新ALR状态，对外接口只有三个：

1）OnBytesSent：每发送完一个报文需要调用此接口，此接口完成Budget水位的更新。

2）SetEstimatedBitrate：设置估计带宽，估计带宽会影响Budget水位调整的细节。

3）GetApplicationLimitedRegionStartTime：如果有值，表示进入ALR状态，否则表示退出ALR状态。这里为什么不用一个bool值来表示是否处于ALR状态，是因为某些逻辑需要知道是什么时候进入ALR状态和什么时候退出ALR状态的。

3. 调用流程

ALR处理逻辑主要涉及两个调用链，一个是发送报文后，调用AlrDetector::OnBytesSent更新Budget水位，通过Budget水位才能判断当前ALR状态；另一个是带宽评估变化调用AlrDetector::SetEstimatedBitrate设置估计带宽，估计带宽会影响水位更新细节和ALR状态判断规则。

4. 实现

4.1. Bucket模型

为了便于理解WebRTC是如何判断ALR状态，引入一个Bucket模型。Bucket中的水位表示当前Budget，可以认为是账户余额，IncreateBudget会向账户中存入资金，增加账户余额，从而提高Bucket中的水位；UseBudget会从账户中支取资金，减少账户余额，从而降低Bucket中的水位。

IntervalBudget是Bucket模型的实现者，只是Budget从金钱换成了数据，每过一段时间 t 计算应该发送的数据：估计带宽 * t，这些数据会存入Budget，每次发送完报文，需要消耗报文对应数据量的Budget。

相关逻辑代码如下：

void AlrDetector::OnBytesSent(size_t bytes_sent, int64_t send_time_ms) {...int64_t delta_time_ms = send_time_ms - *last_send_time_ms_;last_send_time_ms_ = send_time_ms;// 减少Budgetalr_budget_.UseBudget(bytes_sent);// 增加Budgetalr_budget_.IncreaseBudget(delta_time_ms);...
}

通过定义桶的高度，并在桶上面画上80%和50%两个刻度，bytes_remaining_为当前Budget水位，从而形成了一个完整的Bucket模型，如下图所示，图中变量与代码中变量一一对应。

其中桶高度max_bytes_in_budget_定义如下：

void IntervalBudget::set_target_rate_kbps(int target_rate_kbps) {// 更新目标速率target_rate_kbps_ = target_rate_kbps;// 计算时间窗口内最多可以发送多少数据，kWindowMs = 500max_bytes_in_budget_ = (kWindowMs * target_rate_kbps_) / 8;...
}

4.2. 估计带宽

从上面的Bucket模型可知，估计带宽会影响到桶的高度和Budget流入的速度。外部会向AlrDectector实时更新估计带宽，但AlrDetector不会全部使用，而是乘以一个系数0.65（这看起来像是一个经验值）再设置到IntervalBudget。

void AlrDetector::SetEstimatedBitrate(int bitrate_bps) {RTC_DCHECK(bitrate_bps);int target_rate_kbps =static_cast<double>(bitrate_bps) * conf_.bandwidth_usage_ratio / 1000;alr_budget_.set_target_rate_kbps(target_rate_kbps);
}

4.3. 水位变化

Bucket中的水位用bytes_remaining_表示，80%和50%两条水位线将桶的水位位置划分为三个区：A、B、C，则水位的变化可以穷举为：A -> B、A -> C、B -> A、B -> C、C -> A、C -> B六种情况。

WebRTC实现定义如果水位处于A区，则一定是“进入ALR”状态，因为实际发送数据远少于应该发送数据；如果水位处于C区，则一定是“退出ALR”状态，因为实际发送数据已经大于应该发送数据。B区是一个过渡区，它的ALR状态和上一个水位相关，下面我们看下水位在A、B和C三个区中动态变化中，ALR状态的变化。

4.3.1. A -> B

刚开始处于“进入ALR”状态，bytes_remaining_比例从高于80%，下降到低于80%但高于50%，ALR状态保持不变。

4.3.2. A -> C

刚开始处于“进入ALR”状态，bytes_remaining_比例从高于80%，下降到低于50%，变为“退出ALR”状态。

4.3.3. B -> A

刚开始可能处于“进入ALR”状态也可能处于“退出ALR”状态，bytes_remaining_从低于80%但高于50%变为高于80%。

1）如果刚开始处于“进入ALR”状态（从A区进入B区），则状态保持不变，仍为“进入ALR”状态；

2）如果刚开始处于“退出ALR”状态（从C区进入B区），则变为“进入ALR”状态。

总之，不管之前是什么状态，进入A区后肯定是“进入ALR”状态。

4.3.4. B -> C

刚开始可能处于“进入ALR”状态也可能处于“退出ALR”状态，bytes_remaining_从低于80%但高于50%变为低于50%。

1）如果刚开始处于“进入ALR”状态（从A区进入B区），则状态变为“退出ALR”状态；

2）如果刚开始处于“退出ALR”状态（从C区进入B区），则状态保持不变，仍为“退出ALR”状态。

总之，不管之前是什么状态，进入C区后肯定是“退出ALR”状态。

4.3.5. C -> A

刚开始处于“退出ALR”状态，bytes_remaining_从低于50%变为高于80%，变为“进入ALR”状态。

4.3.6. C -> B

刚开始处于“退出ALR”状态，bytes_remaining_从低于50%变为高于50%但低于80%，状态保持不变。

4.4. 状态机

以上ALR状态跟随水位变化可以用状态机表示如下：

对应源码为：

void AlrDetector::OnBytesSent(size_t bytes_sent, int64_t send_time_ms) {...if (alr_budget_.budget_ratio() > conf_.start_budget_level_ratio && !alr_started_time_ms_) {// 进入ALRalr_started_time_ms_.emplace(rtc::TimeMillis());state_changed = true;} else if (alr_budget_.budget_ratio() < conf_.stop_budget_level_ratio &&alr_started_time_ms_) {// 退出ALRstate_changed = true;alr_started_time_ms_.reset();}...
}

5. ALR应用

5.1. ProbeController

进入ALR状态后，真实发送的码率可能会远低于链路真实容量，如果长时间处于ALR状态而不进行带宽探测，持续的ACK反馈码率会影响最终估计码率，从而导致无法估计带宽失真。因此，专门设置了一个ALR带宽探测机制，进入ALR状态后，ProbeController会立即启动一个ALR带宽探测。

1）GoogCcNetworkController在OnProcessInterval中更新ALR开始时间

NetworkControlUpdate GoogCcNetworkController::OnProcessInterval(ProcessInterval msg) {...// 获取ALR状态absl::optional<int64_t> start_time_ms =alr_detector_->GetApplicationLimitedRegionStartTime();// 设置ALR状态probe_controller_->SetAlrStartTimeMs(start_time_ms);...
}

2）在OnTransportPacketsFeedback中更新ALR结束时间

NetworkControlUpdate GoogCcNetworkController::OnTransportPacketsFeedback(TransportPacketsFeedback report) {...// 获取ALR状态absl::optional<int64_t> alr_start_time =alr_detector_->GetApplicationLimitedRegionStartTime();// 退出ALR状态if (previously_in_alr_ && !alr_start_time.has_value()) {int64_t now_ms = report.feedback_time.ms();acknowledged_bitrate_estimator_->SetAlrEndedTime(report.feedback_time);probe_controller_->SetAlrEndedTimeMs(now_ms);}...
}

3）ProbeController会定时检测ALR状态，适时启动ALR带宽探测，探测码率是当前评估码率的2倍，带宽探测结果在带宽探测机制中获得。

std::vector<ProbeClusterConfig> ProbeController::Process(Timestamp at_time) {...// 以两倍估算带宽进行探测：alr_probe_scale("alr_scale", 2)if (TimeForAlrProbe(at_time) || TimeForNetworkStateProbe(at_time)) {return InitiateProbing(at_time, {estimated_bitrate_ * config_.alr_probe_scale}, true);}...
}

5.2. AcknowledgedBitrateEstimator

ACK码率估计器使用贝叶斯估计算法，其中很重要的一个参数就是数据样本的不确定性，应用如果进入ALR状态，则说明此时真实发送的码率低于链路容量，当前ACK样本不能真实反映链路带宽，则应该适当增加当前数据样本的不确定性，使得带宽评估值更加真实可靠。

1）GoogCcNetworkController在OnSentPacket中设置ALR状态

NetworkControlUpdate GoogCcNetworkController::OnSentPacket(SentPacket sent_packet) {alr_detector_->OnBytesSent(sent_packet.size.bytes(), sent_packet.send_time.ms());acknowledged_bitrate_estimator_->SetAlr(alr_detector_->GetApplicationLimitedRegionStartTime().has_value());...
}

2）在OnTransportPacketsFeedback中更新ALR结束时间

NetworkControlUpdate GoogCcNetworkController::OnTransportPacketsFeedback(TransportPacketsFeedback report) {...// 获取ALR状态absl::optional<int64_t> alr_start_time =alr_detector_->GetApplicationLimitedRegionStartTime();// 退出ALR状态if (previously_in_alr_ && !alr_start_time.has_value()) {int64_t now_ms = report.feedback_time.ms();acknowledged_bitrate_estimator_->SetAlrEndedTime(report.feedback_time);probe_controller_->SetAlrEndedTimeMs(now_ms);}...
}

3）ALR刚结束，码率增速会比正常快，增加贝叶斯估计器历史数据的方差，也就是历史数据的贡献变小，能够更快速响应码率变化。

void AcknowledgedBitrateEstimator::IncomingPacketFeedbackVector(const std::vector<PacketResult>& packet_feedback_vector) {...for (const auto& packet : packet_feedback_vector) {// ALR刚结束，设置码率估计器快速响应新的码率if (alr_ended_time_ && packet.sent_packet.send_time > *alr_ended_time_) {bitrate_estimator_->ExpectFastRateChange();alr_ended_time_.reset();}...}
}

4）贝叶斯估计器在更新数据时，如果当前正处于ALR状态，会为数据样本赋予一个更大的不确定性，使得其在整体数据中的贡献占比降低。

void BitrateEstimator::Update(Timestamp at_time, DataSize amount, bool in_alr) {...float scale = uncertainty_scale_;if (is_small_sample && bitrate_sample_kbps < bitrate_estimate_kbps_) {scale = small_sample_uncertainty_scale_;} else if (in_alr && bitrate_sample_kbps < bitrate_estimate_kbps_) {// Optionally use higher uncertainty for samples obtained during ALR.scale = uncertainty_scale_in_alr_;}...
}

5.3. DelayBasedBWE

由于在 ALR 状态下获取的反馈不是链路满载下的反馈，基于这种反馈向上调整带宽估计值很可能是不准确的，因此，ALR 状态保持原来的估计值，是比较明智的。

void AimdRateControl::ChangeBitrate(const RateControlInput& input, Timestamp at_time) {absl::optional<DataRate> new_bitrate;...switch (rate_control_state_) {case RateControlState::kRcHold:break;case RateControlState::kRcIncrease: {// ALR状态不允许升速if (send_side_ && in_alr_ && no_bitrate_increase_in_alr_) {increase_limit = current_bitrate_;}...}...
}

5.4. LossBasedBweV2

基于丢包的带宽估计器，在全局搜索最优带宽和固有丢包率组合时，需要先构造候选带宽。如果当前正处于 ALR 状态，ACK 码率不能反映网络真实带宽，不应该将 ACK 码率作为候选带宽（可配置）。

std::vector<LossBasedBweV2::ChannelParameters> LossBasedBweV2::GetCandidates(bool in_alr) const {...// 添加一个基于 ACK 码率但进行了回退因子调整的候选带宽if (acknowledged_bitrate_.has_value() &&config_->append_acknowledged_rate_candidate) {if (!(config_->not_use_acked_rate_in_alr && in_alr) ||(config_->padding_duration > TimeDelta::Zero() &&last_padding_info_.padding_timestamp + config_->padding_duration >=last_send_time_most_recent_observation_)) {bandwidths.push_back(*acknowledged_bitrate_ *config_->bandwidth_backoff_lower_bound_factor);}}...
}

6. 总结

识别 ALR 状态对 WebRTC 的拥塞控制来说非常重要，很多人可能没有意识到这一点。为什么这么说，是因为，WebRTC 的拥塞控制算法本质上是一种“刀尖上跳舞”的算法，只有当你要求的最大带宽超过链路容量时，才需要做拥塞控制，此时 WebRTC 会在链路容量的上限疯狂试探。如果带宽随便你使用，怎么用都用不完，怎么用都不会造成拥塞，那也就没必要做拥塞控制了。

ALR 状态本质上是用来标识当前带宽是否够用，进入 ALR 状态和退出 ALR 状态，所需要的控制策略是不一样的，相关算法都需要做调整。ALR 状态就像一个全局开关，开和关直接控制着拥塞控制的行为。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.mzph.cn/diannao/48072.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

Spring Authorization Server 自定义 OAuth2 密码模式返回数据结构优化

Spring Authorization Server 自定义 OAuth2 密码模式返回数据结构优化

前言 对接了自定义密码模式&#xff0c;但是返回的数据结构不符合要求 我们需要改成下面格式 开始 我假设你已经对接好了自定义密码功能&#xff0c;不会的话看下面文章 Spring Authorization Server 1.1 扩展实现 OAuth2 密码模式与 Spring Cloud 的整合实战&#xff08;上…
阅读更多...
像 MvvmLight 一样使用 CommunityToolkit.Mvvm 工具包

像 MvvmLight 一样使用 CommunityToolkit.Mvvm 工具包

文章目录 简介一、安装工具包二、实现步骤1.按照MvvmLight 的结构创建对应文件夹和文件2.编辑 ViewModelLocator3.引用全局资源二、使用详情1.属性2.命令3. 消息通知4. 完整程序代码展示运行结果简介 CommunityToolkit.Mvvm 包（又名 MVVM 工具包，以前称为 Microsoft.Toolkit…
阅读更多...
[数据集][目标检测]拐杖检测数据集VOC+YOLO格式2778张1类别

[数据集][目标检测]拐杖检测数据集VOC+YOLO格式2778张1类别

数据集格式&#xff1a;Pascal VOC格式YOLO格式(不包含分割路径的txt文件&#xff0c;仅仅包含jpg图片以及对应的VOC格式xml文件和yolo格式txt文件) 图片数量(jpg文件个数)&#xff1a;2778 标注数量(xml文件个数)&#xff1a;2778 标注数量(txt文件个数)&#xff1a;2778 标注…
阅读更多...
【iOS】—— isMemberOfClass isKindOfClass以及源码

【iOS】—— isMemberOfClass isKindOfClass以及源码

【iOS】—— isMemberOfClass & isKindOfClass以及源码 isa指针示例源码解析&#xff1a;isKindOfClass&#xff1a;源码解析&#xff08;实例方法和类方法&#xff09;isMemberOfClass&#xff1a;源码解析&#xff08;实例方法和类方法&#xff09;源码分析总结&#xff…
阅读更多...
【中项】系统集成项目管理工程师-第2章 信息技术发展-2.2新一代信息技术及应用-2.2.3大数据与2.2.4区块链

【中项】系统集成项目管理工程师-第2章 信息技术发展-2.2新一代信息技术及应用-2.2.3大数据与2.2.4区块链

前言&#xff1a;系统集成项目管理工程师专业&#xff0c;现分享一些教材知识点。觉得文章还不错的喜欢点赞收藏的同时帮忙点点关注。 软考同样是国家人社部和工信部组织的国家级考试&#xff0c;全称为“全国计算机与软件专业技术资格&#xff08;水平&#xff09;考试”&…
阅读更多...
服务器证书基于 OpenSSL一键颁发脚本

服务器证书基于 OpenSSL一键颁发脚本

文章目录 一、场景说明二、脚本职责三、参数说明四、操作示例五、注意事项 一、场景说明 本自动化脚本旨在为提高研发、测试、运维快速部署应用环境而编写。 脚本遵循拿来即用的原则快速完成 CentOS 系统各应用环境部署工作。 统一研发、测试、生产环境的部署模式、部署结构、…
阅读更多...
vue使用了代理跨域，部署上线，使用Nginx配置出现问题，访问不到后端接口

vue使用了代理跨域，部署上线，使用Nginx配置出现问题，访问不到后端接口

1、如果路由的mode是history模式的要加上框框里的哪句&#xff0c;然后配置下面的location router location / {root /usr/local/app/dist/; #vue文件dist的完整路径try_files $uri $uri/ router;index index.html index.htm;}#error_page 500 502 503 504 /50x.html;lo…
阅读更多...
数据分析入门指南：数据库入门（五）

数据分析入门指南：数据库入门（五）

本文将总结CDA认证考试中数据库中部分知识点&#xff0c;内容来源于《CDA模拟题库与备考资料PPT》 。 CDA认证&#xff0c;作为源自中国、面向全球的专业技能认证&#xff0c;覆盖金融、电信、零售、制造、能源、医疗医药、旅游、咨询等多个行业&#xff0c;旨在培养能够胜任数…
阅读更多...
CVE-2023-33440（任意文件上传）

CVE-2023-33440（任意文件上传）

简介 Faculty Evaluation System v1.0 存在未授权任意文件上传漏洞漏洞 过程 打开靶场 进行目录扫描 发现后台login.php&#xff0c;进入查看 弱口令进行测试&#xff0c;无效&#xff0c;无法进入 根据提示是未授权访问文件上传 &#xff0c;应该是不需要登录就能触发漏洞…
阅读更多...
openstack设置IP直接登录，不需要加dashboard后缀

openstack设置IP直接登录，不需要加dashboard后缀

openstack 实验环境&#xff0c;openstack-t版&#xff0c;centos2009 修改配置文件 [rootcontroller ~]# vim /WEBROOT /etc/openstack-dashboard/local_settings #将dashboard去掉 WEBROOT /dashboard/ #改为 WEBROOT /[rootcontroller ~]# vim /etc/httpd/conf.d/openst…
阅读更多...
深度学习每周学习总结N4：中文文本分类-Pytorch实现（基本分类（熟悉流程）、textCNN分类（通用模型）、Bert分类（模型进阶））

深度学习每周学习总结N4：中文文本分类-Pytorch实现（基本分类（熟悉流程）、textCNN分类（通用模型）、Bert分类（模型进阶））

&#x1f368; 本文为&#x1f517;365天深度学习训练营 中的学习记录博客&#x1f356; 原作者&#xff1a;K同学啊 | 接辅导、项目定制 目录 0. 总结&#xff1a;1. 基础模型a. 数据加载b. 数据预处理c. 模型搭建与初始化d. 训练函数e. 评估函数f.拆分数据集运行模型g. 结果可…
阅读更多...
C++STL初阶（7）：list的运用与初步了解

C++STL初阶（7）：list的运用与初步了解

在了解了vector之后&#xff0c;我们只需要简单学习List与vector不一样的接口即可 1.list的基本接口 1.1 iterator list中&#xff0c;与vector最大的区别就是迭代器由随机迭代器变成双向迭代器 string和vector中的迭代器都是随机迭代器&#xff0c;支持-等&#xff0c;而LIS…
阅读更多...
达梦数据库 MPP集群搭建（带主备）

达梦数据库 MPP集群搭建（带主备）

MPP集群搭建&#xff08;带主备&#xff09; 1.背景2.操作内容和要求3. 具体步骤3.1 搭建过程3.1.1 集群搭建3.1.2 准备工作3.1.2.1 初始化3.1.2.2 备份数据库 3.1.3 配置主库EP013.1.3.1 配置dm.ini3.1.3.2 配置dmmal.ini3.1.3.3 配置dmarch.ini3.1.3.4 配置dmmpp.ctl3.1.3.5 …
阅读更多...
Golang | Leetcode Golang题解之第263题丑数

Golang | Leetcode Golang题解之第263题丑数

题目&#xff1a; 题解&#xff1a; var factors []int{2, 3, 5}func isUgly(n int) bool {if n < 0 {return false}for _, f : range factors {for n%f 0 {n / f}}return n 1 }
阅读更多...
Linux云计算 |【第一阶段】SERVICES-DAY4

Linux云计算 |【第一阶段】SERVICES-DAY4

主要内容&#xff1a; DHCP概述、PXE批量装机、配置PXE引导、Kickstart自动应答、Cobbler装机平台 一、DHCP服务概述及原理 DHCP动态主机配置协议&#xff08;Dynamic Host Configuration Protocol&#xff09;&#xff0c;由IETF&#xff08;Internet网络工程师任务小组&…
阅读更多...
IMU提升相机清晰度

IMU提升相机清晰度

近期&#xff0c;一项来自北京理工大学和北京师范大学的团队公布了一项创新性的研究成果&#xff0c;他们将惯性测量单元&#xff08;IMU&#xff09;和图像处理算法相结合&#xff0c;显著提升了非均匀相机抖动下图像去模糊的准确性。 研究团队利用IMU捕捉相机的运动数据&…
阅读更多...
通过 EMR Serverless Spark 提交 PySpark 流任务

通过 EMR Serverless Spark 提交 PySpark 流任务

在大数据快速发展的时代&#xff0c;流式处理技术对于实时数据分析至关重要。EMR Serverless Spark提供了一个强大而可扩展的平台&#xff0c;它不仅简化了实时数据处理流程&#xff0c;还免去了服务器管理的烦恼&#xff0c;提升了效率。本文将指导您使用EMR Serverless Spark…
阅读更多...
巧用Vue3 composition api的计算属性实现扁平化tree连线

巧用Vue3 composition api的计算属性实现扁平化tree连线

本示例节选自vue3最新开源组件实战教程大纲&#xff08;持续更新中&#xff09;的tree组件开发部分。将进一步把基于Vue3 composition api的computed计算属性特性应用到组件开发实战中&#xff0c;继续以最佳实践的方式呈现给大家。 下面我们要实现的是扁平化的dom结构所呈现的…
阅读更多...
我去，怎么http全变https了

我去，怎么http全变https了

项目场景&#xff1a; 在公司做的一个某地可视化项目。 部署采用的是前后端分离部署&#xff0c;图片等静态资源请求一台minio服务器。 项目平台用的是http 图片资源的服务器用的是https 问题描述 在以https请求图片资源时&#xff0c;图片请求成功报200。 【现象1】: 继图…
阅读更多...
苹果电脑pdf合并软件 苹果电脑合并pdf 苹果电脑pdf怎么合并

苹果电脑pdf合并软件 苹果电脑合并pdf 苹果电脑pdf怎么合并

在数字化办公日益普及的今天&#xff0c;pdf文件因其跨平台兼容性强、格式稳定等特点&#xff0c;已经成为工作、学习和生活中不可或缺的文件格式。然而&#xff0c;我们常常面临一个问题&#xff1a;如何将多个pdf文件合并为一个&#xff1f;这不仅有助于文件的整理和管理&…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023