webrtc QOS笔记三 RTT计算，SRS增加XR

RTT计算方式

WebRTC中目前有两种方式计算RTT：

  • 基于媒体流发送端的计算（默认开启）。通过Sender Report（SR）与Receiver Report（RR）携带的信息。
  • 基于媒体流接收端的计算。通过RTCP Extended ReportsRTCP（XR）携带的信息。

这两种方式计算RTT的原理大同小异。至于为什么需要接收端计算方式，这是因为在一些场景，两个端点间一个只发媒体数据，一个只接收。假设客户端与SRS服务器下行拉流场景，客户端仅拉流，这种场景下作为接收端并不会发送SR，导致无法计算RTT。于是就可以通过RTCP XR在接收端计算这种方式，webrtc里面需要手动配置打开

打开方法:

codec->AddFeedbackParam(FeedbackParam(kRtcpFbParamRrtr, kParamValueEmpty));

WebRtcVideoChannel::WebRtcVideoReceiveStream::ConfigureCodecs()

↓

config_.rtp.rtcp_xr.receiver_reference_time_report = HasRrtr(codec.codec)

sdp中就会新增：a=rtcp-fb:96 rrtr。

调用栈

webrtc [M88]

发送端RTT计算

WebRTC中媒体流发送端RTT的计算是根据SR以及RR中携带的时间信息。

RTT=T1−T0−(t1−t0)

RR 并不是SR的应答packet 分别独立发送， 只需要记录好上一个SR的到达时间t0 和 RR发送时间t1, 得到dslsr 接收到端就总能算出正确RTT.

  • Send Report
0                   1                   2                   3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|V=2|P|    RC   |   PT=SR=200   |             length            |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|                         SSRC of sender                        |

+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+

|              NTP timestamp, most significant word             |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|             NTP timestamp, least significant word             |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|                         RTP timestamp                         |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|                     sender's packet count                     |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|                      sender's octet count                     |

+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+

  • NTP timestamp：64bits。记录着发送该SR的NTP时间戳。

  • Receiver Report

0                   1                   2                   3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|V=2|P|    RC   |   PT=RR=201   |             length            |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|                     SSRC of packet sender                     |

+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+

|                 SSRC_1 (SSRC of first source)                 |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| fraction lost |       cumulative number of packets lost       |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|           extended highest sequence number received           |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|                      interarrival jitter                      |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|                         last SR (LSR)                         |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|                   delay since last SR (DLSR)                  |

+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+

|                 SSRC_2 (SSRC of second source)                |

 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

:                               ...                             :

+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+

|                  profile-specific extensions                  |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

  • last SR timestamp (LSR): 32 bits。64位NTP时间戳中间的32bit（NTP时间戳指绝对时间，相对1900年1月1日00:00:00经历的时间，单位为秒。完整NTP时间戳用64bits表示，左半32bits表示整数，右半32bits表示小数，一般为了紧凑，取中间32bits表示即可，这时整数与小数分别16bits表示）。记录着上次源SSRC_n发送SR的NTP时间，从收到的SR记录的NTP时间戳获取。如果没有收到SR，值为0。

  • delay since last SR (DLSR): 32 bits。以1/65536（2^16）秒为单位。记录着上次接收到源SSRC_n发送的SR到当前发送RR的间隔时间。如果没有收到SR，值为0。

接收端RTT计算

接收端RTT根基XR报文计算主要用到了Receiver Reference Time Report Block与DLRR Report Block这两种report blocks。

  • Receiver Reference Time Report Block

    由媒体流接收端发送。报文格式如下：
      0                   1                   2                   3

      0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     |V=2|P|reserved |   PT=XR=207   |             length            |

     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     |                              SSRC                             |

     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     :                         report blocks                         :

     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     @see: http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc3611.html#section-4.4

     0                   1                   2                   3

     0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

    |     BT=4      |   reserved    |       block length = 2        |

    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

    |              NTP timestamp, most significant word             |

    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

    |             NTP timestamp, least significant word             |

    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

  • NTP timestamp：64bits。记录着发送该Receiver Reference Time Report Block的NTP时间戳。

  • DLRR Report Block

    由媒体流发送端发送。报文格式如下：

      0                   1                   2                   3

      0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     |V=2|P|reserved |   PT=XR=207   |             length            |

     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     |                              SSRC                             |

     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     :                         report blocks                         :

     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     @see: http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc3611.html#section-4.4

    0                   1                   2                   3

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

    |     BT=5      |   reserved    |         block length          |

    +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+

    |                 SSRC_1 (SSRC of first receiver)               | sub-

    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ block

    |                         last RR (LRR)                         |   1

    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

    |                   delay since last RR (DLRR)                  |

    +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+

    |                 SSRC_2 (SSRC of second receiver)              | sub-

    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ block

    :                               ...                             :   2

    +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+

  • last RR timestamp (LRR): 32 bits。记录着上次源SSRC_n发送Receiver Reference Time Report Block的NTP时间，从收到的Receiver Reference Time Report Block记录的NTP时间戳获取。如果没有收到，值为0。

  • delay since last RR (DLRR): 32 bits。以1/65536（2^16）秒为单位。记录着上次接收到源SSRC_n发送的Receiver Reference Time Report Block到当前发送DLRR Report Block的间隔时间。如果没有收到Receiver Reference Time Report Block，值为0。

SRS play端增加xr实现

解析客户端发送过来的xr rrtr 报文，记录lsr(last_sender_report_ntp_).

srs_error_t SrsRtcPlayStream::on_rtcp_xr(SrsRtcpXr* rtcp)

{

    srs_error_t err = srs_success;

    // TODO: FIXME: Implements it.

    /*

     @see: http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc3611.html#section-2

      0                   1                   2                   3

      0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     |V=2|P|reserved |   PT=XR=207   |             length            |

     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     |                              SSRC                             |

     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     :                         report blocks                         :

     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     @see: http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc3611.html#section-4.4

     0                   1                   2                   3

     0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

    |     BT=4      |   reserved    |       block length = 2        |

    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

    |              NTP timestamp, most significant word             |

    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

    |             NTP timestamp, least significant word             |

    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

    */

    SrsBuffer stream(rtcp->data(), rtcp->size());

    stream.read_1bytes();

    uint8_t pt = stream.read_1bytes();

    srs_assert(pt == kXR);

    uint16_t length = (stream.read_2bytes() + 1) * 4;

    uint32_t ssrc = stream.read_4bytes();

    if (length > rtcp->size()) {

        return srs_error_new(ERROR_RTC_RTCP_CHECK, "invalid XR packet, length=%u, nb_buf=%d", length, rtcp->size());

    }

    uint8_t bt = stream.read_1bytes();

    uint8_t reserved = stream.read_1bytes();

    uint16_t block_length = stream.read_2bytes();

    SrsNtp lsr_ntp;

    lsr_ntp.ntp_second_ = stream.read_4bytes();

    lsr_ntp.ntp_fractions_ = stream.read_4bytes();

    for (map<uint32_t, SrsRtcVideoSendTrack*>::iterator it = video_tracks_.begin(); it != video_tracks_.end(); ++it) {

        SrsRtcVideoSendTrack* track = it->second;

        if (!track->get_track_status() || !track->has_ssrc(ssrc)) {

            continue;

        }

        track->last_sender_report_ntp_ = lsr_ntp;

        track->last_sender_report_sys_time_ = srs_update_system_time();

        break;

    }

    return err;

}

定时发送xr dlrr 报文.

play原生没有实现可参考publish端的定时任务添加一个.

srs_error_t SrsRtcConnection::send_rtcp_xr_dlrr(uint32_t ssrc, const uint64_t& last_send_systime, const SrsNtp& last_send_ntp) {

    /*

     @see: http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc3611.html#section-2

      0                   1                   2                   3

      0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     |V=2|P|reserved |   PT=XR=207   |             length            |

     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     |                              SSRC                             |

     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     :                         report blocks                         :

     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     @see: http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc3611.html#section-4.4

    0                   1                   2                   3

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

    |     BT=5      |   reserved    |         block length          |

    +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+

    |                 SSRC_1 (SSRC of first receiver)               | sub-

    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ block

    |                         last RR (LRR)                         |   1

    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

    |                   delay since last RR (DLRR)                  |

    +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+

    |                 SSRC_2 (SSRC of second receiver)              | sub-

    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ block

    :                               ...                             :   2

    +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+

    */

    srs_error_t err = srs_success;

    // srs_warn("this: %p", this);

    // @see https://tools.ietf.org/html/rfc3550#section-6.4.2

    char buf[kRtpPacketSize];

    SrsBuffer stream(buf, sizeof(buf));

    stream.write_1bytes(0x80);

    stream.write_1bytes(kXR);

    stream.write_2bytes(5);

    stream.write_4bytes(ssrc); // TODO: FIXME: Should be 1?

    stream.write_1bytes(5);

    stream.write_1bytes(0);

    stream.write_2bytes(3);

    stream.write_4bytes(1);

    uint32_t xr_lrr = 0;

    uint32_t xr_dlrr = 0;

    if (last_send_systime > 0) {

        xr_lrr = (last_send_ntp.ntp_second_ << 16) | (last_send_ntp.ntp_fractions_ >> 16);

        uint32_t dlrr = (srs_update_system_time() - last_send_systime) / 1000;

        xr_dlrr = ((dlrr / 1000) << 16) | ((dlrr % 1000) * 65536 / 1000);

    }

    stream.write_4bytes(xr_lrr);

    stream.write_4bytes(xr_dlrr);

    int nb_protected_buf = stream.pos();

    if ((err = transport_->protect_rtcp(stream.data(), &nb_protected_buf)) != srs_success) {

        return srs_error_wrap(err, "protect rtcp xr");

    }

    return sendonly_skt->sendto(stream.data(), nb_protected_buf, 0);

}

参考:

https://blog.jianchihu.net/webrtc-research-stats-rtt.html

https://www.rfc-editor.org/rfc/pdfrfc/rfc3611.txt.pdf

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