【webrtc】webrtc的rtp重传代码分析

pgm不太能用，没有想象中的可靠，重传机制貌似仍然使用组播重传，丢包率80%的网络感觉没啥改进，如果有所好转延迟估计也是个不小的问题。

后听说rtp也有nack机制，webrtc基于rtp实现了重传在一定程度上保证可靠性。

在各路大神的指引下找到了rfc4585，看到了这么一段

RTCP扩展反馈报文，有一种nack报文

当FMT=1并且PT=205时，代表此报文是个NACK报文

Name	Value	Brief Description
RTPFB	205	Transport layer FB message
PSFB	206	Pyload-specific FB message

0:    unassigned
1:    Generic NACK
2-30: unassigned
31:   reserved for future expansion of the identifier number space

The Generic NACK message is identified by PT=RTPFB and FMT=1.

FCI字段会有如下图所示的数据

PID：表示Packet ID，用于表明当前接收端丢失的数据包的序号，是接收端期待收到的下一个数据包

BLP：表示bitmask of following lost lost packets，占两个字节，16位，表示接着PID后面的16个数据包的丢包情况。

rtp协议本身不会帮你重传。应用应该自己解析rtcp做处理

webrtc关于nack的实现

我突然想起来，我入职的时候下过webrtc的源码，还没删除（可能是太大了，删太慢了就没删），于是就把源码拿出来看了看webrtc对于这个部分的实现

这个部分的代码量也不多，很好懂，大概就是发送端的rtcp receiver接收到rtcp数据包，解析发现是个nack，告诉rtp发送端重新发送接收端请求重传的数据包

bool RTCPReceiver::IncomingPacket(const uint8_t* packet, size_t packet_size) {
  if (packet_size == 0) {
    LOG(LS_WARNING) << "Incoming empty RTCP packet";
    return false;
  }

  PacketInformation packet_information;
  if (!ParseCompoundPacket(packet, packet + packet_size, &packet_information))
    return false;
  TriggerCallbacksFromRTCPPacket(packet_information);
  return true;
}

上述代码是rtcp receiver接收到rtcp数据包后的初步判断，ParseCompoundPacket函数用于解析rtcp数据包，将关键信息摘出储存到PacketInformation结构体中传递给触发回调，TriggerCallbacksFromRTCPPacket函数用于触发收到rtcp数据包回调。

下面是ParseCompoundPacket结构体的实现

struct RTCPReceiver::PacketInformation {
  uint32_t packet_type_flags = 0;  // RTCPPacketTypeFlags bit field.

  uint32_t remote_ssrc = 0;
  std::vector<uint16_t> nack_sequence_numbers;
  ReportBlockList report_blocks;
  int64_t rtt_ms = 0;
  uint8_t sli_picture_id = 0;
  uint64_t rpsi_picture_id = 0;
  uint32_t receiver_estimated_max_bitrate_bps = 0;
  std::unique_ptr<rtcp::TransportFeedback> transport_feedback;
};

nack_sequence_numbers已经是解析过后的接收端没有收到的数据包的序号了，解析过程也很简单，是个拆包过的成就不再展开描述了。

void RTCPReceiver::TriggerCallbacksFromRTCPPacket(
    const PacketInformation& packet_information) {
...
  if (!receiver_only_ && (packet_information.packet_type_flags & kRtcpNack)) {
    if (!packet_information.nack_sequence_numbers.empty()) {
      LOG(LS_VERBOSE) << "Incoming NACK length: "
                      << packet_information.nack_sequence_numbers.size();
      _rtpRtcp.OnReceivedNack(packet_information.nack_sequence_numbers);
    }
...
}

TriggerCallbacksFromRTCPPacket函数会根据解析的数据包信息判断出当前rtcp数据包类型是nack，触发回调，该回调并不会直接到rtp sender而是到rtp-rtcp module由这个module调用rtp sender，这个module是rtp和rtcp的中心组件（和webrtc结构有关），也起到了解耦的作用

这个中间调用的代码量不多

void ModuleRtpRtcpImpl::OnReceivedNack(
    const std::vector<uint16_t>& nack_sequence_numbers) {
  for (uint16_t nack_sequence_number : nack_sequence_numbers) {
    send_loss_stats_.AddLostPacket(nack_sequence_number);
  }
  if (!rtp_sender_.StorePackets() ||
      nack_sequence_numbers.size() == 0) {
    return;
  }
  // Use RTT from RtcpRttStats class if provided.
  int64_t rtt = rtt_ms();
  if (rtt == 0) {
    rtcp_receiver_.RTT(rtcp_receiver_.RemoteSSRC(), NULL, &rtt, NULL, NULL);
  }
  rtp_sender_.OnReceivedNack(nack_sequence_numbers, rtt);
}

一开始做了一些记录，记录丢包情况，然后rtt是用来做流控的，收到nack当次并不一定会重传，会用到rtt做判断。

下面是rtp sender的代码用于重传数据包

void RTPSender::OnReceivedNack(
    const std::vector<uint16_t>& nack_sequence_numbers,
    int64_t avg_rtt) {
  TRACE_EVENT2(TRACE_DISABLED_BY_DEFAULT("webrtc_rtp"),
               "RTPSender::OnReceivedNACK", "num_seqnum",
               nack_sequence_numbers.size(), "avg_rtt", avg_rtt);
  for (uint16_t seq_no : nack_sequence_numbers) {
    const int32_t bytes_sent = ReSendPacket(seq_no, 5 + avg_rtt);
    if (bytes_sent < 0) {
      // Failed to send one Sequence number. Give up the rest in this nack.
      LOG(LS_WARNING) << "Failed resending RTP packet " << seq_no
                      << ", Discard rest of packets";
      break;
    }
  }
}

TRACE_EVENT是google调试使用的机制，不用管它，这个函数会循环重发丢失队列中的数据包，但是不一定发送成功，数据包缓存是有限制的，如果要重新发送的数据包已经不再缓存中了，总不能变出来吧？

int32_t RTPSender::ReSendPacket(uint16_t packet_id, int64_t min_resend_time) {
  std::unique_ptr<RtpPacketToSend> packet =
      packet_history_.GetPacketAndSetSendTime(packet_id, min_resend_time, true);
  if (!packet) {
    // Packet not found.
    return 0;
  }

  // Check if we're overusing retransmission bitrate.
  // TODO(sprang): Add histograms for nack success or failure reasons.
  RTC_DCHECK(retransmission_rate_limiter_);
  if (!retransmission_rate_limiter_->TryUseRate(packet->size()))
    return -1;

  if (paced_sender_) {
    // Convert from TickTime to Clock since capture_time_ms is based on
    // TickTime.
    int64_t corrected_capture_tims_ms =
        packet->capture_time_ms() + clock_delta_ms_;
    paced_sender_->InsertPacket(RtpPacketSender::kNormalPriority,
                                packet->Ssrc(), packet->SequenceNumber(),
                                corrected_capture_tims_ms,
                                packet->payload_size(), true);

    return packet->size();
  }
  bool rtx = (RtxStatus() & kRtxRetransmitted) > 0;
  int32_t packet_size = static_cast<int32_t>(packet->size());
  if (!PrepareAndSendPacket(std::move(packet), rtx, true,
                            PacketInfo::kNotAProbe))
    return -1;
  return packet_size;
}

• 重发数据包操作会先检查历史缓存中有没有数据包，如果没有，继续外层循环，重发下一个包。
• 如果有带宽限制，需要看当前分给重发机制的带宽是否已经被用完，用完了就停止循环重发操作。
• min_resend_time时间用于检测。如果之前有请求过重传同样序号的数据包，在短时间内是不会再重传的