什么是A-FEC？

为什么需要A-FEC？

企业内的一些即时类应用，比如语音通话、视频会议、视频直播等对时延丢包比较敏感。在网络出现丢包时，视频应用会出现卡顿、花屏等现象，严重影响用户的使用体验。一般情况下，丢包率达到1%时，用户就会有明显的感知，如果达到10%时，则应用几乎不可用。A-FEC技术对报文传输进行了优化，通过流分类识别指定数据流，在原始包的基础上增加携带校验信息的冗余包，并在接收端根据接收到的冗余包，解码恢复丢失的报文。使用A-FEC技术可以在丢包率高达30%的恶劣条件下，仍保持视频不卡顿。

A-FEC是如何工作的？

对网络丢包敏感，时延要求比较高的应用如：音视频等，为了保证低时延，减少TCP握手、重传的影响，这些应用一般会选用UDP作为传输协议。但是UDP不能保证像TCP一样可靠传输，会在传输过程中出现报文丢失。

如图A-FEC工作流程，为了解决这一问题，A-FEC技术在发起端发送数据时，对数据进行FEC编码，形成备用数据：冗余包，一起发送给接收端。这样即使在报文传输过程中出现报文丢失的情况，接收端也可以基于冗余包进行FEC解码，对丢失部分进行重构，实现“前向纠错”。最后，接收端实时统计报文传输过程中丢包率并传递给发起端，发起端根据丢包情况计算出所需冗余率，灵活调整冗余包的数量，实现冗余包数量和丢包率的“自适应”。

A-FEC具体执行过程如下图所示：

1. 发起端接收流量报文，识别出需要进行抗丢包优化的报文。
2. 发起端的CPE对原始报文进行FEC编码。
   1. 发起端的CPE对原始报文封装FEC私有头。
   2. 发起端的CPE积攒多个原始报文作为一个编码块，对编码块中的原始报文进行FEC编码，生成FEC冗余包。编码侧可以根据编码矩阵（即生成矩阵）算法对多个报文生成多个冗余包。
3. 报文和冗余包在网路中传输。网络情况较差时，报文和冗余包都可能出现丢失。
4. 接收端的CPE对接收到的原始报文和冗余包进行FEC解码。
   1. 接收端CPE从网络收包，检测丢包信息，进行FEC解码。根据编码矩阵和实际收到的包计算出解码矩阵（即还原矩阵），根据解码矩阵和收到的包解码出丢失的数据包。只要一个编码块中的丢包数不超过冗余包数量，就可以恢复该编码块中的丢包。
   2. 接收端CPE解码完成后，恢复丢包，剥掉私有头。
5. 接收端的CPE把恢复后的报文按顺序发给接收端的其他设备。
6. 接收端的CPE实时统计丢包信息反馈给发起端的CPE。
7. 发起端的CPE对接收的丢包信息进行处理。
   1. 根据丢包信息计算出所需冗余率。
   2. 根据所需冗余率，计算出下次数据传输所需冗余包数量。

在对报文传输进行优化时，除了A-FEC技术之外，还可以选择D-FEC，他们都是FEC技术的一种。

华为FEC技术当前支持的生成冗余包算法为如下两种：

• D-FEC（Determined FEC，固定冗余率 FEC）：按固定的冗余率生成冗余报文。
• A-FEC（Adaptive FEC，自适应 FEC）：根据解码侧返回的丢包信息动态生成冗余报文。

A-FEC与D-FEC的区别

A-FEC是对D-FEC的改进，解决了D-FEC浪费带宽和实际网络丢包率过高时不能恢复丢包的问题。如图D-FEC存在的问题，由于D-FEC只能手动配置固定的网络丢包率，由网络丢包率计算的冗余包数量固定。但实际网络中丢包率是不断变化的，当实际网络丢包率高于配置的固定丢包率时，网络需要的冗余包数量超过发起端生成的冗余包数量，冗余包数量不足以恢复丢包。当实际网络丢包率远低于配置的固定丢包率时，发起端生成的冗余包数量超过了实际网络需要的冗余包数量，传输多余的冗余包会浪费带宽。A-FEC技术根据接收端返回的丢包信息动态生成冗余报文，解决了这些问题，但由于检测丢包信息并动态调整，当网络丢包率发生变化时，A-FEC需要一定的反应时间。

根据带宽的不同，可以选择使用不同的FEC技术对报文传输进行优化。当网络带宽足够，网络质量差，丢包率不断变化时，选择D-FEC，改善应用使用体验。当网络带宽较小，网络质量差，但是丢包率不剧烈波动的网络，选择A-FEC，改善应用使用体验。

在SD-WAN中如何使用FEC？

在企业的SD-WAN的组网场景中，一个典型的应用场景便是视频会议，如图SD-WAN组网场景图。总部部署视频会议服务器，站点1和2是分支站点，多位员工在分支站点1和2发起视频会议，通过广域网连接到总部的会议服务器。由于网络质量差，导致视频质量下降，出现花屏、卡顿等现象。这时候可以在总部、站点1、站点2之间开启FEC抗丢包优化。当网络带宽充足时，优先开启D-FEC。若网络带宽不足，为了提升视频会议质量，可以开启A-FEC，对丢包问题进行优化。