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WebRTC

const ice = {
  iceServers: [
    { url: 'stun:stun.l.google.com:19302' },
    { url: 'turn:user@turnserver.com', credential: 'pass' },
  ],
}
const signalingChannel = new SignalingChannel()
const pc = new RTCPeerConnection(ice)

navigator.getUserMedia({ audio: true }, getStream, logError)

function getStream(evt) {
  pc.addstream(evt.stream)

  const localVideo = document.querySelector('#local-video')
  localVideo.src = window.URL.createObjectURL(evt.stream)

  pc.createOffer((offer) => {
    pc.setLocalDescription(offer)
    signalingChannel.send(offer.sdp)
  })
}

pc.onicecandidate = function (evt) {
  if (evt.candidate)
    signalingChannel.send(evt.candidate)
}

pc.oniceconnectionstatechange = function (evt) {
  logStatus(`ICE connection state change: ${evt.target.iceConnectionState}`)
}

pc.onaddstream = function (evt) {
  const remoteVideo = document.querySelector('#remote-video')
  remoteVideo.src = window.URL.createObjectURL(evt.stream)
}

signalingChannel.onmessage = function (msg) {
  if (msg.candidate)
    pc.addIceCandidate(msg.candidate)
}

Communication​

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, P2P) 的音频/视频/数据共享:

  • MediaStream.
  • RTCPeerConnection:
    • 管理穿透 NAT 的完整 ICE 工作流.
    • 发送自动 (STUN) 持久化信号.
    • 跟踪本地流.
    • 跟踪远程流.
    • 按需触发自动流协商.
    • 生成连接提议, 接收应答, 允许查询连接的当前状态等.
  • RTCDataChannel: DataChannel API 用于实现端到端之间的任意应用数据交换 (端到端交换版本的 WebSocket).

WebRTC Engine

Protocol​

WebRTC Layer Protocol

  • WebRTC 使用 UDP 作为传输层协议: 低延迟和及时性才是关键.
  • ICE: Interactive Connectivity Establishment (RFC 5245).
    • STUN: Session Traversal Utilities for NAT (RFC 5389).
    • TURN: Traversal Using Relays around NAT (RFC 5766).
  • SDP: Session Description Protocol (RFC 4566).
  • DTLS: Datagram Transport Layer Security (RFC 6347).
  • SCTP: Stream Control Transport Protocol (RFC 4960).
  • SRTP: Secure Real-Time Transport Protocol (RFC 3711).

Performance​

  • 发信服务:
    • 使用低延迟传输机制.
    • 提供足够的容量.
    • 建立连接后, 考虑使用 DataChannel 发信.
  • 防火墙和 NAT 穿透:
    • 初始化 RTCPeerConnection 时提供 STUN 服务器.
    • 尽可能使用增量 ICE, 虽然发信次数多, 但建立连接速度快.
    • 提供 STUN 服务器, 以备端到端连接失败后转发数据.
    • 预计并保证 TURN 转发时容量足够用.
  • 数据分发:
    • 对于大型多方通信, 考虑使用超级节点或专用的中间设备.
    • 中间设备在转发数据前, 考虑先对其进行优化或压缩.
  • 数据效率:
    • 对音频和视频流指定适当的媒体约束.
    • 优化通过 DataChannel 发送的二进制净荷.
    • 考虑压缩通过 DataChannel 发送的 UTF-8 数据.
    • 监控 DataChannel 缓冲数据的量, 同时注意适应网络条件变化.
  • 交付及可靠性:
    • 使用乱序交付避免队首阻塞.
    • 如果使用有序交付, 把消息大小控制到最小, 以降低队首阻塞的影响.
    • 发送小消息 (小于 1150 字节), 以便将分段应用消息造成的丢包损失降至最低.
    • 对部分可靠交付:
      • 设置适当的重传次数和超时间隔.
      • 正确的设置取决于消息大小, 应用数据类型, 端与端之间的延迟.

References​