网络视频传输机制的测量分析,该文是关于网络视频论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。
网络视频论文参考文献：
摘 要：主要进行网络视频传输机制的测量分析,介绍了Web RTC拥塞控制算法,并对三种排队算法下Web RTC视频流传输性能进行了测量分析,认为Q算法下Web RTC视频传输性能最优,传输速率快,丢包率低.
关键词：网络 视频 传输
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）03-0018-01
互联网技术迅速发展,视频服务更加普及,除了传统的视频网站如国外的Youtube,国内的Youku、土豆、腾讯视频,、微信等在线视频通讯工具的应用也越来越广泛,视频成为互联网流量的主要来源,思科数据报告称,2015年,互联网流量有95%都来自视频,因此研究网络视频流量传输机制,并进行进一步优化,对节省网络带宽,加快视频加载速度,提高用户体验有着重要意义.
一、Web RTC拥塞控制算法
网页实时通信（Web Real-Time Communication）是使用浏览器实时语音和视频对话的技术.2010年,谷歌收购Global IP Solution,同时获得了Web RTC技术,谷歌大力支持,且该技术开源,因此迅速成为实时视频通信的研究热点.
Web RTC拥挤控制探测网络带宽,并将探测结果发送给发送方,告知最大可用带宽,使用前向纠错编码冗余反馈调整*解码速率.Web RT发送端与接收端都进行带宽估计,实际发送速率是二者实际带宽中的最小值以及其他修正.
1.发送端估计带宽
采用基于丢包的算法,接收端估算分组丢失率,将该数据反馈给发送端,每隔一段时间接收端就反馈一次丢失率,发送端接到报文之后将采用线性加乘性减算法估算网络可用带宽.具体逻辑如表1.
数据包单项时延与分组长度传输时间差均可测量,其余时延可根据噪声分布,用卡尔曼滤波器进行估算.
2.2 过使用
通过排队时间判断网络环境,排队时间超过阈值且持续增长,表示网络拥堵,发出“overuse”信号,低于阈值,表示网络正常,发出“underuse”信号,排队时间接近0,表示正常,将发出“normal”信号.
3.HTTP流媒体技术
基于HTTP的流媒体服务器为视频源提供各种码率视频文件,将不同码率视频文件均切割为碎片,且每一段的播放时间均相等,一般在2-10s左右,所有分块都能够听过单独*进行播放.用户接收端将会生成缓存文件,存储接收到的数据信号数据,缓冲带宽波动,视频客户端开始工作之后,将占用更大带宽更大速度的下载视频文件分段,直到缓冲数据存储达到一定阈值,开始从缓存文件中读取数据并播放,同时继续向服务器请求数据维持缓存视频文件长度.至于视频码率选择,国内主流网站都将选择权交给用户,如优酷、土豆、腾讯视频等视频网站播放页面都有超清、高清、标清的选项,也有一些流媒体*根据网络带宽自动选择合适码率的视频分块文件.
二、Web RTC实时通信测量
在1M物理带宽网络环境下测量分析Web RTC性能.
1.独享带宽
1.1 Q算法
应用Q算法,视频流能够充分利用带宽,数据传输效率和带宽相当,传输稳定,总体丢失率很小.发送端和输出端的带宽估计值基本相等,和物理带宽接近,发送方对可用带宽的估计将小于等于接收可用带宽,因此接收方拥塞控制发挥主要作用.
1.2 CoDel算法
CoDel算法下,WebRTC发送速率波动很大,丢失率偏高且变化幅度大,因为CoDel机制选择一段时间内排队时延最小值,当该最小值超过某一阈值,将会认为网路拥堵,丢弃数据包,如果排队时延继续增加,数据包丢弃速度将加快,会导致丢包率上升.
发送端估算带宽小于等于接收端估算带宽,丢包率很高,导致根据丢包率估算出的带宽较小,以发送方拥塞控制为主,如果网络上只有一个WebRTC视频流用户,CoDel算法反而会导致发送速率出现较大波动.
1.3.fq_codel算法
只有一个数据流,fq_codel算法结果和CoDel算法相同,波动很大,参数变化基本相同.
2.与TCP共享宽带
分析只有一个WebRTC和一个TCP数据流的1M物理带宽链路上的传输性能,从0s开始,建立WebRTC数据流,第120s建立TCP流.
2.1Q算法
120s之前WebTCP传输速度接近物理带宽,TCP链路连通后,WebRTC视频流发送速率迅速下降到公平带宽以下,40s之后恢复到公平带宽,而TCP流量直接获得公平带宽.在只有视频流时仍然存在丢包,而TCP链路接入后,丢包率基本下降为0,发送带宽基本等于接收端估算带宽,丢失率很低,发送方估算带宽值很大,接收方拥堵控制为主,说明Q算法下,WebRTC能够和TCP公平共享宽带,且视频流速率变化不大.
2.2CoDel算法
TCP流接入之后,视频流和TCP流基本公平共享带宽,但是发送速率变化波动较大,丢包率远高于Q算法.因为TCP总尝试填满缓存,造成了很大的排队时延,而取排队延时最小值估算带宽的CoDel算法在排队时延超过一定值之后开始丢包,延时增加,丢包速率也增加.
2.3fq_codel算法
使用fq_codel算法,TCP流启动之前基本能够占满物理带宽,TCP流启动之后,WebRTC和TCP之间基本能够公平共享带宽,但是存在较大发送速率波动,丢包率介于Q和CoDel之间.
结语
三种队列管理算法下,Web RTC对带宽都能够充分利用,发送速率接近物理带宽,其中Q算法下Web RTC性能最优,波动较小,而CoDel和fq_codel算法下丢包率将上升,导致通信质量下降,出现较大的速率波动,但是三种算法下都没有出现被TCP彻底挤占带宽的情况.
参考文献
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