转折点:WebRTC SFU负载测试(二)

选择测试客户端

负载测试通常由单个客户端完成,以便控制客户端的影响。理想情况下,你可以在单个虚拟机(VM)中并行运行测试客户端的许多实例。由于我们使用WebRTC,所以可以使用上述中的任一种浏览器。但是Edge和Safari只能运行一个实例,所以它们不是很适合用作测试。此外,Safari只能运行Apple硬件驱动的MacOS或iOS。如果你运行的是Windows或Linux,那么在AWS上生成一百万个VM相对容易些。而使用一百万台Mac、iPhone或iPad进行测试就要困难得多,成本也很高(尽管如此,我仍然有这样的设想)。

剩下能用的浏览器就是Chrome或Firefox,它们能很好地运行多个实例。我们认为,Chrome浏览器的网络驱动程序更易于管理,并且要处理的标记和插件(即H264)更少,因此我们选择使用Chrome浏览器。

测试系统

我们测试了以下SFU:

为了确保每个SFU都能发挥其最佳状态,我们联系了每个项目背后的团队,并提议让他们自己设置服务器或连接到服务器、检查其设置。我们还同他们分享了结果,以便他们发表评论。这样可以确保我们正确配置每个系统,以使其在测试中达到最佳状态。

有趣的是,在本研究此次我们发现了一些错误,并与各个团队合作,改进其解决方案。我们会在文章最后一部分对此进行更详细的讨论。

测试设置

我们使用这样的方法将流量添加到高负载中:首先,我们在每个视频会议室中采取一次一位的方式来添加用户,直到每个房间里有7个用户。重复此过程,直到同时在线的用户总数达到近500人。

测试平台由如下元素组成:

指标

当“负载”(即流、用户、房间等等)增加时,对可伸缩性感兴趣的大多数人会查看服务器的CPU、RAM和带宽占用量。这是一种传统的处理方式,那就是假设流的质量、比特率等都保持不变。

WebRTC的编码引擎使这一过程变得更加复杂。WebRTC中包括带宽估计、比特率自适应和整体拥塞控制机制,所以它无法假设流在整个实验过程中保持不变。除了通常的一些指标外,测试人员还需要记录客户端指标,例如发送的比特率、带宽估计结果和延迟。监测视频质量也很重要,因为在你饱和服务器的CPU、RAM和/或带宽之前,视频质量可能会下降。

在客户端,我们最终实行了以下测量项目:

成功率和失败率(视频卡顿或无视频);

发送端和接收段的比特率;

延迟;

视频质量(下一节中有更多介绍);

在服务器端测量不同指标很容易,和你自己汇总getStats API或集成诸如callstats.io之类的解决方案一样简单。在我们的案例中,我们测量了:

CPU占用空间;

RAM占用空间;

进出带宽;

流的数量;

其他不太相关的指标。

由于篇幅所限,以上指标未在《科学》杂志上发表,但会在随后的研究报告中发布。

除视频质量外,所有这些指标都易于生成和测量。那么衡量视频质量的客观指标是什么呢?确实有一些监测视频质量的指标,比如Google渲染时间、接收到的帧、带宽使用情况等。但是这些都不能提供准确的测量结果。

视频质量指标

理想情况下,在出现障碍时,我们可以很容易监测视频质量。这使大家能够测量弹性技术的相对优势,例如可伸缩视频编码(SVC)。从概念上讲,与其他编码方法相比,用SVC输出视频与抖动、数据包丢失等障碍原因关联不大。参阅以下来自Agora的视频,你可以更好地理解视觉比较:

https://www.youtube.com/watch?v=M71uov3OMfk

在快速研究这种测量视觉质量的自动化方法之后,我们意识到不可能开发出一种在没有实时流参考媒体时,像人那样精准评估视频质量的方法。因此,我们继续利用神经网络的机器学习来优化衡量标准。这样就可以进行实时的视频质量评估。另外,无需录制客户媒体即可使用它,避免了触犯法律或侵犯隐私等问题。

本文中不会详述这种机制的细节。你可以点击这里,阅读更多有关视频质量算法的信息。这个基于AI的算法的详细信息已提交发布申请。只要申请通过,我们就会公开它。

测试结果

我们用从各团队的公共GitHub存储库中下载的最新源代码(Kurento / OpenVidu除外,因为使用了Docker container)设置了以下五个开源的WebRTC SFU:

Jitsi Meet(JVB版本0.1.1077);

Janus Gateway(0.4.3版)及其视频室插件

Medooze(版本0.32.0)SFU应用

Kurento(来自OpenVidu Docker container,Kurento Media Server版本6.7.0);

mediasoup(版本2.2.3)。

每一项都配有单独虚拟机,但设置相同,有默认配置。

→  相关阅读:WebRTC 通话质量调优必备:三个弱网模拟测试工具

文章地址:https://webrtchacks.com/sfu-load-testing/

原文作者:Alex Gouaillard

 

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