面试题：网络编程中UDP Socket用于音视频传输时如何保证一定的可靠性

Question

在音视频传输场景下，UDP Socket编程虽有优势但缺乏像TCP那样的可靠传输机制。请阐述至少两种在UDP Socket编程中实现一定可靠性保障的方法，并简要说明其原理。

Answer 1

方法一：序列号与确认机制

1. 原理：
   • 发送端：在UDP数据包头部添加序列号字段，每个数据包按顺序编号。发送完一个数据包后，启动一个定时器。
   • 接收端：接收到数据包后，根据序列号判断数据包是否按序到达，若按序则向发送端回复一个包含该数据包序列号的确认（ACK）包。
   • 发送端：若在定时器超时前收到ACK包，说明该数据包已被成功接收，关闭定时器并发送下一个数据包；若定时器超时仍未收到ACK包，则重发该数据包，并重新启动定时器。通过这种方式，确保每个数据包都能被接收端正确接收。

方法二：校验和机制

1. 原理：
   • 发送端：在UDP数据包中添加校验和字段。发送前，根据数据包的内容（包括数据部分和头部）计算一个校验和值，并将其填入校验和字段。
   • 接收端：接收到数据包后，按照同样的计算方法重新计算校验和。然后将计算得到的校验和与数据包中携带的校验和进行比较。如果两者相等，说明数据包在传输过程中未发生错误；如果不相等，则说明数据包可能损坏，接收端可以选择丢弃该数据包，并向发送端请求重发（若结合上述序列号与确认机制）。这样可以在一定程度上保证数据的完整性。