TsaiRongFu/第8週：視訊串流應用現況.md

## 第8週：視訊串流應用現況.md

      
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網路視訊串流中，ARQ與FEC兩種錯誤回覆機制哪種比較合適？


必須使用FEC，因為當發現錯誤時，使用ARQ機制原始資料已不再可用。

請說明ARQ的運作方式

當Server與Client端要傳送資料的時候，如果訊息在傳輸的過程當中發生了錯誤，接收端會回覆傳送端，而常見的方法有以下三種：
Stop-and-wait Automatic Repeat Request:

發送端每傳送一筆資料封包就先暫時停下來，待其收到接收端(Receiver)傳回的ACK/NACK，或者在特定時間後尚未收到ACK/NACK時才決定傳新資料/重傳。


Go-back N Automatic Repeat Request:

發送端持續不斷地傳送資料封包，若收到ACK時不改變其動作，但收到NACK時會跳回錯誤的資料封包再依序重傳一次。接收端在回傳NACK後便捨棄接下來收到的封包，待前一次傳錯的資料正確解碼(接收)後，才開始繼續依序儲存資料封包。


Select Repeat Automatic Repeat Request:

做法與Go-back-N ARQ相似，但收到NACK時僅重傳錯誤的那份資料封包，而非重新依序重傳，另外，接收端在回傳NACK後並非捨棄接下來收到的封包而是存在緩衝器(Buffer)，待資料全部接收(正確解碼)完成後再重新依序排列。


請說明FEC的運作方式？

基本的FEC傳送運作，Server欲傳送k bytes資料時，它會先經由FEC encoder進行編碼動作，產生(n-k)=h bytes連同原始資料k bytes一起傳送出去，並且允許發生h bytes的loss或error，當傳輸的過程中若發生錯誤時，client端可已經由FEC decoder利用所接收到的k bytes進行資料解碼，如果錯誤發生的範圍在h bytes錯誤內，就可將錯誤的資料修復回來，並重新建構原始的資料。
試著比較ARQ與FEC兩種錯誤回復機制的差異？

Automatic Repeat-reQuest
做法：
當資料遺失時，則要求重新傳送未收到的資料。
優點：
只需重送遺失的資料。
缺點：
時效性與大量遺失頻寬消耗。
Forward Error Correction
做法：
加上些許額外的資訊，當接收端接收的資料不完整時，可以透過額外的資訊來修復與還原。
優點：
不需要仰賴server重送即可逕行修復部分錯誤。
缺點：
耗費額外的頻寬與資源。
請解釋Packet-Leavel FEC與Byte Leavel FEC的差異？

Byte-level FEC為correcting codes，通常使用在physical layer，FEC(n, k)中n為block size，表示包含k個message symbols與n-k個parity symbols提供解碼端進行錯誤的修正，一個symbol對應一組bit sequence(如byte)，因無法知道到底有哪些symbols發生了error，所以correcting codes最多只能修復(n-k)/2個symbol錯誤。一般的correcting codes無法抵抗大量error burst的發生，所以通常會搭配interleaving的方式傳送，為的就是要將錯誤分散而減少burst所造成的影響。
Packet-level FEC為erasure codes，通常使用在Transport或Application layer，FEC(n, k)中n為block size，包含k個data packets與n-k個parity packets，因為在IP層以上我們可以知道到底有哪些packets發生了error，所以我們採用erasure codes，也就是假設MH可以正確的接收到n個packets中的任何k個packets，任何遺失的data packets將可以正確的被重建回來。