1、 WebRTC是什么？
2、 WebRTC能做什么?
3、 常用API
4、 基本原理
WebRTC是什么？
WebRTC全稱是Web Real-Time communication，是一種實(shí)時(shí)音視頻通訊技術(shù)，通過WebRTC可以使瀏覽器之間建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接，并實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。
通過上述圖片可以看到【瀏覽器M】和【瀏覽器L】可以在不依賴于Web服務(wù)器的情況下點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。上圖中的Web服務(wù)器不是用于數(shù)據(jù)傳輸，而是用于協(xié)助【瀏覽器M】和【瀏覽器L】進(jìn)行連接，進(jìn)行協(xié)助連接的服務(wù)器也叫【信令服務(wù)器】。
WebRTC能做什么?
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音視頻通話
目前WebRTC應(yīng)用得最廣泛的場景就是音視頻通話，比如直播，在線課堂，聊天。
image.png - 屏幕分享
也可以通過WebRTC在PC瀏覽器上實(shí)現(xiàn)屏幕分享。
- 文件傳輸
使用WebRTC傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)可以是任意的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，所以在瀏覽器和瀏覽器之間能直接傳輸文件。 -
互動(dòng)白板
以在線課堂為例，【教師】在瀏覽器的白板中繪制內(nèi)容，使用WebRTC將繪制的內(nèi)容逐幀實(shí)時(shí)傳輸?shù)健緦W(xué)生】的瀏覽器并渲染。
image.png
常用API
- 捕獲麥克風(fēng)和攝像頭
navigator.mediaDevices.getUserMedia({ audio: true, video: true })
- 列舉出支持的媒體類型
navigator.mediaDevices.enumerateDevices()
- 屏幕分享
navigator.mediaDevices.getDisplayMedia()
- 音視頻錄制
new MediaRecorder(stream[, options])
- P2P的連接管理
new RTCPeerConnection([configuration]);
WebRTC 原理
WebRTC主要分為四部分，分別是信令、建立連接、安全加密、數(shù)據(jù)傳輸，下面分別介紹四個(gè)步驟。
一（信令）
信令是指通信兩端基于交換的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)商。通俗的解釋就是在互聯(lián)網(wǎng)中兩個(gè)瀏覽器之間如果要進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，連接雙方需要交換對(duì)方的一些基本信息，基本信息包括對(duì)方的地址，帶寬，數(shù)據(jù)的編解碼格式，是否支持音視頻等等信息。
二（建立連接）
通信雙方的基本信息完成交換后，瀏覽器雙方開始建立連接。在網(wǎng)絡(luò)中，瀏覽器雙方可能在同一個(gè)內(nèi)網(wǎng)，可能不在同一個(gè)內(nèi)網(wǎng)，中間可能還隔著交換機(jī)、路由器，還會(huì)存在防火墻。在網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境復(fù)雜的情況下，通信的雙方需要找到一條最佳路徑傳輸數(shù)據(jù)建立連接。建立連接主要使用的協(xié)議就是ICE協(xié)議?！綢CE協(xié)議】又需要依賴【STUN協(xié)議】和【TURN協(xié)議】。
- 【STUN協(xié)議】功能主要是探測主機(jī)的公網(wǎng)ip和端口。
- 【TURN協(xié)議】是一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的中繼服務(wù)器。
- 【ICE協(xié)議】被稱為交互式連接建立協(xié)議，主要用于NAT穿透，建立通信兩端的多媒體數(shù)據(jù)流。ICE協(xié)議的基本思路是獲取一系列可以訪問的終端的網(wǎng)絡(luò)地址，按照優(yōu)先級(jí)發(fā)出UDP請求進(jìn)行探測，如果探測成功，就使用此地址作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡刂贰?/li>
三（安全加密）
在WebRTC中，為了保證媒體傳輸?shù)陌踩?，引入了【DTLS】作為傳輸加密協(xié)議，DTLS原理和作用類似于SSL/TLS，【DTLS】主要適用于UDP通信過程的加密，SSL/TLS主要適用于TCP通信過程的加密。
在WebRTC中，音視頻數(shù)據(jù)傳輸是使用RTP協(xié)議，然后通過 DTLS 協(xié)商出加密密鑰之后，RTP 也需要升級(jí)為 SRTP，通過密鑰加密后進(jìn)行通信。協(xié)議棧如下圖所示：
四（數(shù)據(jù)傳輸）
上面說了對(duì)數(shù)據(jù)加密是使用DTLS，傳輸數(shù)據(jù)則分為兩種情況，一種是傳輸音視頻數(shù)據(jù)，另一種是傳輸自定義應(yīng)用數(shù)據(jù)。
1、音視頻數(shù)據(jù)傳輸，主要使用RTP/SRTP、RTCP/SRTCP協(xié)議
- RTP協(xié)議：用來傳輸實(shí)時(shí)行較高的數(shù)據(jù)。
- RTCP協(xié)議：用來監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸過程中的傳輸質(zhì)量，并給予數(shù)據(jù)發(fā)送方反饋。
SRTP 和 SRTCP協(xié)議就是在RTP 和 RTCP的基礎(chǔ)上加了一個(gè)S，可以理解為SRTP = RTP + DTLS，SRTCP = RTCP + DTLS。
2、自定義應(yīng)用數(shù)據(jù)，主要使用SCTP協(xié)議
之前介紹過，RTP/RTCP主要用來傳輸音視頻，是為了流媒體設(shè)計(jì)的。而對(duì)于自定義應(yīng)用數(shù)據(jù)的傳輸，WebRTC中使用了SCTP協(xié)議。
結(jié)尾
前面主要對(duì)WebRTC做了一個(gè)簡單介紹，跳過了很多細(xì)節(jié)，有些地方可能不夠嚴(yán)謹(jǐn)，如果有興趣的讀者，可以對(duì)技術(shù)做進(jìn)一步研究，比如：
1、信令如何進(jìn)行協(xié)商？
2、傳輸層用了UDP，UDP本身是不可靠的，那么，音視頻數(shù)據(jù)、自定義用戶數(shù)據(jù)的時(shí)序、質(zhì)量是如何保證的？
3、RTP用來傳遞音視頻數(shù)據(jù)，為什么還需要有RTCP？
4、SCTP如何從協(xié)議層面兼顧傳輸?shù)男屎唾|(zhì)量？如何實(shí)現(xiàn)自定義數(shù)據(jù)的高效傳遞？
5、ICE協(xié)議的完整流程。
6、其他。
