WebRTC：掌握建立连接的精髓，探索技术细节

2023-11-11 13:30:48

WebRTC 建立连接：打造实时通信的基石

简介

WebRTC 作为当今网络通信领域的主宰者，彻底改变了实时音视频交流的方式。不再受限于插件或专有协议，WebRTC 直接赋能于浏览器，开启了基于浏览器的通信时代。深入了解 WebRTC 的建连过程，从宏观流程到底层原理，揭开 WebRTC 实时通信的秘密，助力开发者打造出卓越的 WebRTC 应用程序。

宏观建连过程

WebRTC 的建连过程由以下步骤组成：

信令交换： 通过信令服务器，双方交换会话协议 (SDP) 信息，包括媒体协商、编解码器选择等。
候选者收集： 双方收集本地候选者，包括 IP 地址、端口号等信息，用于建立连接。
候选者筛选： 根据候选者类型、优先级等因素，双方筛选并选择最佳候选者。
连接建立： 基于选定的候选者，双方建立连接，并通过媒体协商确定双方使用的编解码器和媒体参数。
媒体传输： 通过建立的连接，双方传输媒体数据，实现实时音视频通信。

底层技术原理

SDP 信息交换

SDP 信息了媒体协商和编解码器选择。双方通过信令服务器交换 SDP 信息，协商出双方可用的媒体类型、编解码器和其他参数。

ICE（交互式连接建立）

ICE 是一种在 NAT（网络地址转换）环境下建立对等连接的技术。ICE 的工作原理如下：

候选者收集： 每个客户端收集本地候选者，包含 IP 地址、端口号等信息。
候选者交换： 双方通过信令服务器交换本地候选者。
候选者筛选： 双方筛选候选者，选择最佳候选者建立连接。
连接建立： 基于选定的候选者，双方建立连接，协商出双方使用的编解码器和媒体参数。

STUN（会话穿越实用程序，用于 NAT）

STUN 也是一种 NAT 穿越技术。STUN 的工作原理如下：

发送 STUN 请求： 客户端向已知的 STUN 服务器发送请求，其中包含客户端 IP 地址和端口号等信息。
接收 STUN 响应： STUN 服务器收到请求后，转发给 NAT 设备。NAT 设备将客户端的 IP 地址和端口号映射到公网 IP 地址和端口号，并向客户端发送 STUN 响应。
提取公网 IP 和端口号： 客户端提取公网 IP 地址和端口号，作为候选者发送给对端。

TURN（使用中继穿越 NAT）

TURN 是一种通过中继服务器进行 NAT 穿越的技术。TURN 的工作原理如下：

连接 TURN 服务器： 客户端连接到 TURN 服务器，发送 TURN 请求。
中继数据： 客户端将媒体数据发送给 TURN 服务器，TURN 服务器中继数据给对端。
接收媒体数据： 对端从 TURN 服务器接收媒体数据。

指南与实践

选择合适的候选者： 优先选择双方都支持的候选者和低延迟的候选者。
使用 STUN 和 TURN： 在 NAT 穿越时，同时使用 STUN 和 TURN。STUN 获取公网 IP 和端口号，TURN 中继数据。
优化媒体协商： 选择双方都支持的编解码器和媒体参数，确保通信质量。
使用加密： 保护媒体数据传输的安全。

常见问题解答

WebRTC 的优势有哪些？
- 消除了插件和专有协议的依赖性
- 实现了直接基于浏览器的实时通信
- 降低了开发和部署成本
- 增强了通信体验
ICE 如何帮助穿越 NAT？
- 通过收集和交换候选者，ICE 允许客户端在 NAT 设备后建立连接。
- 它使用 STUN 和 TURN 等技术来解决 NAT 问题。
STUN 和 TURN 的区别是什么？
- STUN 获取公网 IP 地址和端口号，而 TURN 通过中继服务器中继数据。
- STUN 适用于具有对称 NAT 的场景，而 TURN 适用于具有非对称 NAT 的场景。
如何优化 WebRTC 的媒体协商？
- 协商双方都支持的编解码器和媒体参数。
- 考虑网络条件和设备限制。
- 使用媒体服务器进行媒体转发和混合。
在 WebRTC 建连中使用加密有哪些好处？
- 保护媒体数据免受窃听和拦截。
- 确保通信的隐私和安全性。
- 增强用户对通信平台的信任。