TCP与videostream上的UDP
我刚从networking编程考试中回到家，他们问我们的一个问题是“如果你要stream式传输video，你会使用TCP还是UDP？给存储video和现场videostream解释一下” 。 对于这个问题，他们只是简单地期望对存储的video和UDP的实时video的TCP简短的回答，但我在回家的路上想过这个，是否更好地使用UDPstream媒体直播video？ 我的意思是，如果你有足够的带宽，并且说你正在进行足球比赛或演唱会，你真的需要使用UDP吗？
比方说，当你正在播放这个音乐会或者使用TCP的任何东西的时候，你会开始丢失数据包（在你和发送者之间的某个networking中发生了一些不好的事情），并且整整一分钟你都没有收到数据包。 videostream将暂停，并在一分钟之后，数据包开始再次通过（IP为您find一条新的路线）。 接下来会发生的事情就是，TCP会在你丢失的那一刻重新传输，并继续向你发送实时stream。 作为一个假设，带宽高于stream上的比特率，并且ping不是太高，所以在很短的时间内，你丢失的那一分钟将作为你的stream的缓冲区，这样，如果丢包再次发生，你将不会注意到。
现在，我可以想到一些设备，这不是一个好主意，比如video会议，因为在video聊天过程中的延迟是非常可怕的，所以你总是需要在videostream的尽头。在足球比赛或者音乐会期间，如果你是在stream后面的一分钟，那么它有什么关系？ 此外，您可以保证获得所有数据，最好保存以备以后查看。
所以这使我想到了我的问题。 有什么缺点，我不知道使用TCP实时stream媒体？ 还是应该是真的，如果你有带宽的话，你应该去TCP，因为它对networking（stream量控制）来说是“更好的”？
使用TCP进行实况video的缺点：
- 通常情况下，实时videostream设备的devise不考虑TCPstream媒体。 如果使用TCP，则操作系统必须为每个客户端缓冲未确认的段。 这是不可取的，特别是在现场活动的情况下; 据推测，由于事件的奇特性，您的同时在线客户名单很长。 预先录制的video通常没有太多的问题，因为观众错开了重播活动; 因此TCP更适合于重放video点播。
- IP多播显着降低了大型用户对video带宽的需求; TCP阻止使用IP多播，但UDP非常适合IP多播。
- 实时video通常是从摄像机logging的恒定带宽stream; 预先录制的videostream从磁盘上脱落。 当源数据stream处于一个恒定的带宽时，TCP的丢包回退dynamic性使服务直播video变得困难（就像现场直播一样）。 如果从相机缓冲到磁盘，请确保有足够的缓冲区来处理不可预知的networking事件和可变的TCP发送/退避速率。 请注意，如果TCP失去太多的数据包，连接就会死亡。 因此，UDP给你更多的控制这个应用程序，因为UDP不关心networking传输层丢弃。
仅供参考，请勿在描述networking时使用“软件包”一词。 networking发送“数据包”。
但是在足球比赛或者音乐会期间，如果你是在stream后面的一分钟，那么这又有什么关系呢？
对一些足球迷来说，相当多。 已经有人指出，由于编码（或其他）的原因，在数字videostream中出现几秒钟的延迟会非常烦人，因为在世界杯比赛这样的高调赛事中，你可以听到球员们的欢呼和呻吟隔壁（谁正在看一个未解决的模拟程序），然后才能看到造成他们的游戏移动。
我认为对于那些关心体育运动的人来说（这些人是数字电视付费用户中最大的一群，至less在德国是这样），在现场videostream中落后一分钟是完全不可接受的（就像在他们看来， d切换到你的竞争对手，这不会发生）。
通常一个videostream有一定的容错性。 所以，如果有些软件包丢失（例如，由于某些路由器过载，例如），那么它仍然能够显示内容，但质量下降。
如果您的直播stream正在使用TCP / IP，则在它可以继续处理较新的数据之前，它将被迫等待那些丢弃的包。
这是非常糟糕的：
- 旧的数据被重新传输（这可能是一个已经显示，因此毫无价值的框架） 和
- 新数据无法到达，直到旧数据重新传输
如果您的目标是尽可能显示最新信息（对于实时stream，您通常希望即时更新，即使您的框架看起来更糟糕），那么TCP将会对您不利。
对于logging的stream，情况稍有不同：您可能会缓冲更多（可能是几分钟！），宁愿重新传输数据，而不是由于丢失包而产生一些文物。 在这种情况下，TCP是一个很好的匹配（当然，这仍然可以用UDP来实现，但是TCP没有直播stream的情况那么多）。
有一些适用于UDP传输的用例，以及其他适用于TCP传输的用例。
用例还规定了video的编码设置。 广播足球比赛的重点在于质量，而video会议的焦点在于延迟。
当使用多点传送video给你的客户，然后使用UDP。
组播需求是广播服务器和用户之间昂贵的networking硬件。 在实践中，这意味着如果您的公司拥有networking基础设施，则可以使用UDP和多播进行实况videostream。 即使这样，服务质量也被实现来标记video数据包并对其进行优先级sorting，从而不发生数据包丢失。
多播将简化广播软件，因为networking硬件将处理分发给客户。 客户订阅多播信道，networking将重新configuration将数据包路由到新的用户。 默认情况下，所有客户都可以使用所有渠道，并且可以优化路由。
这个工作stream程使授权过程变得困难重重。 networking硬件不区分订阅用户和其他用户。 授权解决scheme是在encryptionvideo内容并在订阅有效时在播放器软件中启用解密。
单播（TCP）工作stream程允许服务器检查客户端的凭据，只允许有效的订阅。 即使只允许一定数量的同时连接。
多播不是通过互联网启用的。
必须使用通过互联网传送video。 当使用UDP时，开发者最终会重新实现数据包重传，例如。 Bittorrent p2p直播协议。
“如果使用TCP，操作系统必须缓冲每个客户端的未确认段，这是不可取的，特别是在现场事件的情况下”。
这个缓冲区必须以某种forms存在。 播放器侧的抖动缓冲区也是如此。 它被称为“套接字缓冲区”，服务器软件可以知道何时该缓冲区已满并丢弃适合直播stream的video帧。 因为服务器软件可以实现适当的丢帧逻辑，所以最好使用单播/ TCP方法。 在UDP情况下随机丢失的数据包只会造成不好的用户体验。 就像在这个video中一样： http : //tinypic.com/r/2qn89xz/9
“IP多播显着降低了大型用户的video带宽需求”
这对于专用networking来说是真实的，多播不是通过互联网启用的。
“请注意，如果TCP失去了太多的数据包，连接就会消失;因此，由于UDP不关心networking传输层的丢失，所以UDP为这个应用提供了更多的控制。
UDP也不关心丢弃整个帧或帧组，所以它不能对用户体验进行更多的控制。
“通常情况下，videostream有点容错”
编码的video不是容错的。 当通过不可靠的传输传输时，前向纠错被添加到video容器。 很好的例子是在卫星video广播中使用的MPEG-TS容器，其携带若干audio，video，EPG等stream。 这是必要的，因为卫星链路不是双工通信，这意味着接收机不能请求丢失数据包的重传。
当你有双工通信可用时，重传数据总是更好的只有丢包的客户端，然后包括发送到所有客户端的stream中的前向错误纠正的开销。
在任何情况下丢失的数据包是不可接受的。 在带宽受阻的特殊情况下，丢帧可以。
丢失数据包的结果是这样的工件： 
一些解码器可能会在关键位置丢失数据包。
这取决于。 你stream媒体的内容有多重要？ 如果关键使用TCP。 这可能会导致带宽，video质量（您可能必须使用较低质量来处理延迟）和延迟问题。 但如果你需要保证的内容到达那里，使用它。
否则UDP应该没问题，如果stream是不重要的，将是首选，因为UDP往往有较less的开销。
我build议你看看新的P2P现场协议Bittorent Live 。
至于stream媒体，最好使用UDP，首先是因为它降低了服务器上的负载，但主要是因为你可以使用多播发送数据包，比发送给每个连接的客户端要简单。
在互联网上提供现场活动的最大问题之一是“规模”，而TCP的规模并不好。 例如，当您正在进行一场实况足球比赛时，与观看电影的电影播放相反，观看人数可能会多达1000倍。 在这种情况下，使用TCP是CDN（内容交付networking）的死刑。
TCP不能很好地扩展的原因有两个：
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TCP的最大折衷之一是发送者和接收者之间可达到的吞吐量的可变性。 当通过互联网stream式传输video时，video数据包必须经过互联网上的多个路由器，每个路由器都连接不同的速度连接。 TCPalgorithm从TCP窗口closures开始，然后增长，直到检测到丢包为止，数据包丢失被认为是拥塞的标志，TCP通过大幅减less窗口大小来响应，从而避免拥塞。 从而立即降低有效吞吐量。 现在设想一个使用6-7路由器跳到客户端的TCP传输的networking（非常正常的情况），如果任何中间路由器丢失了任何分组，则该链路的TCP将降低传输速率。 事实上，路由器之间的stream量遵循一种沙漏形状， 总是在一个中间路由器之间上下通话。 尽力而为的效能通过比尽力而为的UDP低很多。
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正如你可能已经知道TCP是一个基于确认的协议。 举例来说，一个发件人是50ms（即延时btw两点）。 这意味着将数据包发送到接收器和接收器以发送确认的时间将是100ms; 因此与基于UDP的传输相比，可能的最大吞吐量已经减半。
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TCP不支持组播或新的组播AMT的标准。 这意味着CDN没有机会通过复制数据包来减lessnetworkingstream量 – 当许多客户端正在观看相同的内容时。 对于CDN（Akamai或Level3）而言，这本身就是一个足够大的原因，不能与TCP一起用于直播stream。
对于videostream传输带宽可能是系统的制约因素。 使用组播可以大大减less上行带宽的使用量。 使用UDP，您可以轻松地将数据包组播到所有连接的terminal。 你也可以使用一个可靠的多播协议，一个叫做语用通用多播（Pragmatic General Multicast，简称PGM），我对它一无所知，我想这个协议在它的使用上并不普遍。
所有'使用UDP'的答案假设一个开放的networking和'尽可能多的东西'的方法。 适合旧式封闭式花园专用audio/videonetworking，这是一种消失的types。
在现实世界中，你的传输将通过防火墙（这将放弃多播，有时udp），networking与其他更重要的（$$$）应用程序共享，所以你想惩罚与缩放窗口的滥用者。
除了所有其他的原因，UDP可以使用多播。 支持1000个TCP用户传输相同的数据会浪费带宽。 但是，使用TCP还有另外一个重要的原因。
TCP可以更容易地通过防火墙和NAT。 根据您的NAT和运营商，您可能甚至不能接收UDPstream由于UDP打孔的问题。
在阅读TCP UDP的辩论时，我注意到了一个逻辑上的缺陷。 导致一分钟延迟的TCP数据包丢失被转换成一分钟的缓冲区不能被关联到UDP，而在遇到相同的丢失的同时丢失一整分钟。 比较公平的比较如下。
TCP经历了数据包丢失。 当TCP重新发送数据包时，video停止，试图在math上完美的数据包stream。 video被延迟了一分钟，并在丢失数据包到达目的地后，停止播放。 我们都等待，但我们知道我们不会错过一个像素。
UDP遇到丢包。 在videostream的一秒钟，屏幕的一个angular落变得有点模糊。 没有人注意到，节目继续，没有find丢失的数据包。
任何stream从UDP中获得最多的好处。 造成TCP一分钟延迟的数据包丢失不会导致UDP一分钟延迟。 考虑到大多数系统使用多个分辨率的数据stream，这使得在数据包饿死的时候事情变得很糟糕，使得使用UDP更加合理。
UDPstreamFTW。
如果带宽远高于比特率，我会build议TCP用于单播直播videostream。
情况1：连续的数据包在几秒钟内丢失。 =>无论传输层是什么（TCP或UDP），实时video都将在客户端停止。 networking恢复时： – 如果使用TCP，则客户端video播放器可以select在丢失第一个数据包（时间平移）时重新启动stream，或者丢弃所有延迟数据包，并且在没有时间转换的情况下重新启动videostream。 – 如果使用UDP，客户端没有select，video重新启动没有任何时间转换。 => TCP相等或更好。
情况2：一些数据包是随机的，经常在networking上丢失。 – 如果使用TCP，这些数据包将被立即重新传输，并具有正确的抖动缓冲区，这将不会影响videostream质量/延迟。 – 如果使用UDP，video质量将会很差。 => TCP要好得多
这是事情，这是更多的内容问题，而不是时间问题。 TCP协议要求一个未被传送的数据包必须被检查，validation和重新传送。 UDP不使用这个要求。 所以，如果你发送了一个包含数百万个使用UDP的数据包的文件，就像一个video一样，如果一些数据包在发送时丢失了，他们很可能不会被发送。
