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作者 / ALEXANDREA MELLEN, BALáZS KREITH

翻译 / 小极狗

在视频直播技术中，延迟和抖动是相互关联的两个概念，但它们并不相同。延迟是网络传输中的一个重要指标，它由四个关键部分组成：处理延迟、排队延迟、传输延迟和传播延迟。延迟会影响用户体验，同时可能会因为多种因素而发生变化。而抖动是基于延迟产生的——具体地说，它是延迟时间忽长忽短变化的表现形式。抖动是两个数据包之间延迟时间的差异，通常会导致数据包丢失和网络拥塞。虽然延迟和抖动有一定的共同点和关联性，但它们并不相同。

一、什么是延迟?

延迟是网络传输中的一个重要指标，它测量了数据从一个端点传输到另一个端点所需的时间。在网络传输中，延迟通常是以毫秒为单位的，并且会因为多种因素而发生变化，包括端点的位置、数据包的大小和流量大小。

延迟(delay)和延时(latency)有何区别?

延迟和延时本质上是紧密联系的，有时甚至可以互换使用。然而，它们并不总是相同的。延迟（delay）是数据从一个端点传输到另一个端点所需的时间。然而，延时（latency）可能是以下两种情况之一。

有时，延时(latency)会被认为是数据包从一个端点传输到另一个端点的时间，与单向延迟(delay)相同。

更常见的情况是，延时(latency)表示往返时间。往返时间包含了发送数据包所需的时间，以及它返回的时间。但并不包括在目的地处理数据包所花费的时间。

通过网络监控工具，可以获取在特定网络中数据往返的准确时间(延时latency)。具体方法是，通过跟踪两个时间点，一个是从发送端发送数据包的时间点，另一个是发送端获得接收端返回的确认结果的时间点，然后通过计算两者的时间差异得到准确的往返时间(延时latency)。但是，两个端点之间的（单向）延迟(delay)是很难确定的，因为在发送端并没有数据包到达接收端的时间信息。

导致延迟的原因?

延迟可以理解为四个关键延迟成分的集合：处理延迟、排队延迟、传输延迟和传播延迟。这些延迟组合在一起构成了网络中的总延迟。而往返时间则是指这些延迟的组合，加上数据包从发送端到达接收端的时间，和发送端接收到终端的返回信息的时间。

延迟的影响是什么?

延迟主要影响用户体验。在严格的音频通话中，当延迟达到150毫秒，延迟会变得很明显并影响用户体验。在严格的视频通话中，延迟达到400毫秒就很容易被用户感知。如果将音频和视频两种通话的功能结合在一起，音频和视频的通话应该保持同步，并保证低于150毫秒的延迟以保障用户体验。然而，一般来说，保持尽可能低的延迟是很重要的。国际电信联盟ITU建议网络延迟应该保持在100毫秒以下。

二、什么是抖动?

在网络上连续传输的数据包，即使选择相同的路径可能也会有不同的延迟。这是由分组交换网络中两个内在的关键原因造成的。首先，在路由器中数据包是被单独逐个传输的。第二，网络设备从队列中接收数据包，因此不能保证相同的延迟时间。

每个数据包之间的这种延迟的差异被称为抖动。对于实时通信领域，像IP电话、视频会议和远程桌面分享基础服务等，抖动是一个相当大的问题。网络中的许多因素都可能导致抖动，而每个网络的延迟时间也不尽相同。

抖动有什么影响?

1. 数据包丢失- 当数据包到达时间不一致时，接收端点必须进行时间补偿并尝试纠错。在某些情况下，接收端没办法进行合适的纠错，导致数据包丢失。对最终用户体验来说，有多种表现形式。例如，如果一个用户正在观看视频，而视频突然出现马赛克，这就是一个网络抖动的迹象。

2. 网络拥塞 - 网络拥塞发生在传输网络上。网络设备在接受数据后，由于无法发送同等数量的数据，导致数据包缓冲区过满，就开始丢弃数据包。如果在网络中的端点没有遇到网络扰动，那么每个数据包都会到达。但是，如果端点的缓冲区满了，数据包的到达时间就会越来越迟，从而导致抖动。这被称为早期拥塞。通过监测抖动，可以观察到早期拥塞。类似地，如果出现网络拥塞，那么表明抖动也在迅速改变。

当网络设备开始丢弃数据包，导致端点没有接收到数据包时，就会发生拥塞。端点可能会请求丢包重传，这会导致网络崩溃式的网络拥塞。

关于拥塞，需要注意的是，端点不会直接引起拥塞，同时也不会丢弃数据包。就像高速公路两端的送货方A和收货方B，拥堵不是收货方B造成的，因为它只是没有足够的停车位。拥堵是由送货方A造成的，因为它不断地运送货物到没有足够停车位的收货方B处。

如何补偿抖动?

为了弥补抖动，在接收端点使用抖动缓冲。抖动缓冲区收集并存储传入的数据包，以便确定何时以相同的时间间隔发送它们（接收端会反馈给发送端）。

播放延迟

播放延迟是指数据包到达后直到渲染播放的时间。当抖动缓冲区存储传入的数据包，并等待以均匀的时间间隔分发它们（给渲染缓冲区）时，会增加数据包到达和渲染播放的时间，也称为播放延迟。这个延迟是由抖动缓冲区引入的，因为它负责指示新到达的数据包何时被分发（到渲染缓冲区）。

结论

虽然延迟和抖动是相互关联的，但它们是不相同。延迟是数据从网络的一个端点传输到另一个端点所需的时间。这是一个受多种因素影响的复杂的度量指标。另一方面，抖动是两个数据包之间延迟时间的差异。同样，它也可能是由网络上的不同因素造成的。尽管抖动和延迟有相似之处，但抖动仅仅是基于延迟产生的，并不等同于它。

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