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实时音视频QoS优化方案：基于网易云信的实践

随着5G技术的普及和实时音视频需求的提升，实时音视频系统的QoS（质量of服务）设计变得越来越关键。网易云信在实时音视频场景下，通过创新的QoS策略，有效提升了音视频通话的质量和稳定性。本文将详细介绍我们在上行和下行传输链路上的实践经验。

背景与挑战

实时音视频通话对网络的要求极高，尤其是对延迟和带宽的敏感性。尽管如此，传输过程中不可避免的丢包问题仍然存在，甚至可能因网络条件恶化而导致通话质量严重下降。因此，如何在传输过程中最大限度地降低丢包对通话质量的影响，成为QoS设计的核心课题。

上行QoS策略

1.1 丢包重传请求（ARQ）

丢包重传请求（ARQ）是一种经典的抗丢包策略，通过NACK（不丢包通知）机制，向发送端请求丢失的包。其核心优势在于能够在一定时延内完成重传，避免丢包对通话质量的影响。

优化点：

• 灵活NACK协议：支持多个流同时发送NACK请求，覆盖不同丢包情况。
• 动态重传策略：根据网络状态动态调整NACK请求频率，减少信道占用。

1.2 前向纠错（FEC）

前向纠错通过在传输过程中生成冗余包，确保丢失的包可以通过冗余包还原。其优势在于能够实时恢复丢失的包，且对时延的影响较小。

优化点：

• 动态冗余度调整：根据网络丢包率动态调整冗余度，避免过多冗余带宽浪费。
• 高效算法选择：结合低复杂度的冗余算法，确保服务器性能不受显著影响。

下行QoS策略

相较于上行传输，下行QoS策略的控制权更多地落在发送端，服务器需要通过智能化的QoS模块，确保接收端的最佳体验。

2.1 带宽探测

带宽探测是下行QoS的基础，直接影响后续策略的效果。我们采用Google BBR算法进行优化，提升探测精度。

优化点：

• Probe_RTT阶段优化：减少对RTT阶段的干扰，提升探测效率。
• 网络状态补偿：根据上行丢包情况调整下行探测结果。

2.2 带宽分配

结合多流+SVC机制，服务器根据接收端带宽和订阅关系制定灵活的带宽分配方案。

优化点：

• 弹性接收方案：支持接收端根据实际需求调整接收流组合。
• 源端配合机制：通过源端码率调整，提升带宽利用率。

2.3 平滑发送与拥塞控制

平滑发送和拥塞控制是下行传输的核心环节。

优化点：

• Pacer对象机制：通过定时器控制流量平滑，避免网络流 Burst现象。
• 流级别优先策略：根据流的重要性进行优先级排序，提升传输效率。

总结

网易云信通过创新的QoS策略，在实时音视频场景下实现了上行和下行传输的高质量保障。我们的抗丢包策略、带宽分配方案以及拥塞控制机制，均经过实践验证，显著提升了通话质量和用户体验。

如果您对具体的技术细节或实现方式感兴趣，可以关注我们后续的技术分享。

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