聊聊 WebRTC

Web Real-Time Communication（Web实时通信，WebRTC）由一组标准、协议和JavaScript API组成，用于实现浏览器之间（端到端）的音频、视频及数据共享。WebRTC使得实时通信变成一种标准功能，任何Web应用都无需借助第三方插件和专有软件，而是通过简单地JavaScript API即可完成。

名词

1 STUN

Session Traversal Utilities for NAT (STUN) – RFC 5389

2 TURN

中继方式 NAT 穿透（Traversal Using Relay NAT (TURN) – RFC 5766）

3 ICE

交互式连接建立（Interactive Connectivity Establishment (ICE) – RFC 5245）

一种综合性的NAT穿越技术，它是一种框架，可以整合各种NAT穿越技术如STUN、TURN（Traversal Using Relay NAT 中继NAT实现的穿透）。ICE会先使用STUN，尝试建立一个基于UDP的连接，如果失败了，就会去TCP（先尝试HTTP，然后尝试HTTPS），如果依旧失败ICE就会使用一个中继的TURN服务器。

通信的两侧可能会处于不同的网络环境中，有时会存在好几层的访问控制、防火墙、路由跳转，所以我们需要一种方法在复杂的网络环境中找到对方，并且连接到相应的目标。WebRTC 使用集成了 STUN、TURN 的 ICE 来进行双方的数据通信。

4 SDP

会话描述协议（Session Description Protocol）

为了连接到其他用户，我们必须要对其他用户的设备情况有所了解，比如音频视频的编码解码器、使用何种编码格式、使用何种网络、设备的数据处理能力，所以我们需要一张“名片”来获得用户的所有信息，而 SDP 为我们提供了这些功能。

一个 SDP 的握手由一个 offer 和一个 answer 组成。

5 RTCPeerConnection 对象

RTCPeerConnection 对象是 WebRTC API 的入口，它负责创建、维护一个 WebRTC 连接，以及在这个连接中的数据传输。目前新版本的浏览器大都支持了这一对象，但是由于目前 API 还不稳定，所以需要加入各个浏览器内核的前缀，例如 Chrome 中我们使用 webkitRTCPeerConnection 来访问它。

SCTP

SRTP

DTLS

架构

WebRTC的分层协议图

连接模型

P2P Mesh

音视频数据流只在终端用户之间相互传输，不经过任何服务器节点，而且每个人都要与其它所有人建立P2P连接。

SFU 方案

（Selective Forward Unit）。SFU从发布客户端复制音视频流的信息，然后分发到多个订阅客户端。典型的应用场景是1对多的直播服务。

一个会议室 n 人，SFU 服务器的宽带是：

incoming = bitrate x n
outgoing = bitrate x n + hangouts x n x (n-2)

说明：bitrate：主画面码率，hangouts：小窗口码率

participants	resolution（bitrate/hangouts）	incoming	outgoing
4	720P（1.5Mbps/0.3Mbps）	1.5x4=6Mbps	1.5x4+0.3x4x(4-2)=8.4Mbps
9	VGA（0.6Mbps/0.3Mbps）	0.6x9=5.4Mbps	0.6x9+0.3x9x(9-2)=24.3Mbps

MCU

（Multi-point Control Unit）。MCU是传统视频会议系统中的核心控制单元，在WebRTC的系统实现中，适合于多人音视频通话场景，MCU可以对接收到的多路流进行转码和混合，并向每个终端输出单路流。

NAT 穿透

ICE

单 PeerConnection 方案 VS 多 PeerConnection 方案

单 PeerConnection 方案

多 PeerConnection 方案

流程

标准WebRTC连接建立流程

端口分配

Hangouts 方式

视频最多人数

微信最多9人
Google Hangouts - 一次会议中最多有25位参与者，过去是最多容纳10个人。当我第一次也是唯一一次使用它进行WebRTC培训时，参会者人数一超过10人就卡死了，导致了我只能选择使用其他视频会议服务。
Hangouts Meet - 在单个会话中将其参与者人数限制在50人以内
Houseparty - 8名参与者
Skype - 25名参与者
http://appear.in - 使用专业帐户登录，单个房间内最多支持12个参与者
Amazon Chime - 桌面版16位参与者，iOS上最多8位参与者（尚未支持安卓）
Atlassian Stride and Meet Jitsi - 50位参与者

WebRTC API

WebRTC实现了三个API，分别是:

MediaStream：通过MediaStream的API能够通过设备的摄像头及话筒获得视频、音频的同步流
RTCPeerConnection：RTCPeerConnection是WebRTC用于构建点对点之间稳定、高效的流传输的组件
RTCDataChannel：RTCDataChannel使得浏览器之间（点对点）建立一个高吞吐量、低延时的信道，用于传输任意数据

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名词