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基本架构
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应用层（Application Layer）：这是开发者直接操作的层面，包括JavaScript API，如getUserMedia用于访问媒体设备，RTCPeerConnection用于建立P2P连接，以及RTCDataChannel用于传输任意数据。
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浏览器API层：浏览器厂商提供的JavaScript API是对底层C++实现的一层封装，使得开发者能够通过简单的JavaScript调用来实现复杂的实时通信功能。
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核心功能层：这一层包括媒体处理、网络传输、安全加密等关键组件，如音频和视频的编码解码、ICE（Interactive Connectivity Establishment）协议用于NAT穿越、DTLS和SRTP用于安全传输。
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网络传输层：WebRTC利用UDP作为主要的传输协议，通过RTP（Real-time Transport Protocol）和RTCP（Real-time Transport Control Protocol）来传输媒体数据和控制信息。
工作原理
媒体采集：
通过navigator.mediaDevices.getUserMedia，应用请求访问用户的摄像头和麦克风，获取音频和视频数据流。
WebRTC应用首先需要访问用户的音频和视频输入设备，如摄像头和麦克风。这一步骤通过navigator.mediaDevices.getUserMedia() API实现。该API请求用户权限后，返回一个MediaStream对象，该对象包含了来自设备的音频和/或视频数据流。
代码实例:
navigator.mediaDevices.getUserMedia({video: true, audio: true})
.then(stream => {
// 使用这个stream进行后续操作，如预览或发送给RTCPeerConnection
})
.catch(error => {
console.error('Error accessing media devices.', error);
});
信令：
WebRTC本身不提供信令服务，开发者需自行实现。信令负责交换两端的会话信息，包括SDP（Session Description Protocol）描述和ICE候选信息，这些通常通过WebSocket、HTTP等协议完成。
WebRTC本身不提供信令服务，信令是用于建立和管理WebRTC连接的必要步骤，包括交换会话描述、候选信息等。信令可以通过WebSocket、XHR、甚至WebSockets over RTCDataChannel等技术实现。信令过程通常包括：
- 发现和交换网络信息（ICE候选）。
- 交换会话描述（SDP），包含媒体类型、编码参数等信息。
实际案例：假设使用WebSocket作为信令通道，两个用户通过服务器交换必要的信息，建立连接。
建立连接：
RTCPeerConnection是WebRTC的核心，它负责建立和维护P2P连接。在连接建立过程中，首先通过信令交换SDP offer和answer，描述本地和远程的媒体配置。接着，双方通过ICE框架发现并确认最佳的网络路径，可能直接P2P或通过TURN服务器中转。
媒体传输与处理：
一旦连接建立，媒体数据通过RTP和RTCP协议进行封装和传输。为了适应网络条件，WebRTC支持动态调整编码率和分辨率，确保流畅的通信体验。同时，使用DTLS和SRTP确保数据的安全性和隐私。
RTCPeerConnection是WebRTC的核心组件，负责建立和维护两个浏览器之间的直接连接。它处理音频和视频的实时传输，以及网络条件监测和适应。创建RTCPeerConnection实例后，需要将本地媒体流添加到其中，并处理远程流。
代码实例:
const pc = new RTCPeerConnection();
pc.addStream(localStream); // 将本地媒体流添加到RTCPeerConnection
媒体编解码
WebRTC使用RTP（Real-time Transport Protocol）协议在P2P连接上传输音频和视频数据。为了适应不同的网络环境和设备能力，WebRTC支持多种音频和视频编解码器，如VP8、VP9、H.264（视频）和Opus、G.711（音频）。编解码的选择和配置对于保证通信质量和效率至关重要。
代码实例（虽然WebRTC API不直接暴露编解码设置，但可以通过SDP offer/answer协商过程间接影响）:
// 在创建RTCPeerConnection时，可以通过constraints指定某些编解码偏好
const pc = new RTCPeerConnection({
sdpSemantics: 'unified-plan',
codecPreferences: [...], // 这部分取决于浏览器支持，实际操作中可能无法直接指定
});
质量监控与反馈：
RTCP协议提供媒体流的质量反馈，如丢包率、延迟等，WebRTC利用这些信息进行带宽估计和拥塞控制，动态调整传输策略。
数据通道：
除了音视频通信，WebRTC还支持通过RTCDataChannel传输任意数据，适用于文本聊天、文件传输等场景，进一步扩展了实时通信的应用范围。
实时适应与优化
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网络适应性：WebRTC具备强大的网络适应能力，能够根据当前网络状况动态调整编码参数和传输策略。例如，当检测到网络拥塞时，它会降低视频分辨率或帧率，以牺牲一定画质换取流畅的通信体验。相反，当网络条件改善时，它又能自动提升传输质量。
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带宽估计：通过RTCP的接收报告（Receiver Reports, RR）和发送端报告（Sender Reports, SR），WebRTC能够估算可用带宽，并据此调整发送速率，避免网络过载导致的丢包和延迟。
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拥塞控制：WebRTC采用了诸如谷歌的Congestion Control for WebRTC (GCC)算法，该算法基于延迟和丢包率来调整发送速率，确保在各种网络条件下都能提供稳定的通信体验。
音视频同步
在多流传输（特别是视频与音频流）的场景下，音视频同步是保证用户体验的关键。WebRTC通过时间戳确保音频和视频帧按照正确的顺序和时间播放。RTCP中的时间戳和序列号帮助接收端重新同步不同流，即便在网络波动导致数据包到达顺序错乱的情况下也能恢复正确播放顺序。
低延迟与即时通信
WebRTC设计之初就非常重视低延迟，这对于实时交互应用至关重要。通过直接的P2P连接、高效的编解码器（如VP8、VP9）、以及减少中间处理步骤，WebRTC能够提供接近即时的通信体验，特别适合游戏、远程手术、实时协作等对延迟要求极高的场景。
未来发展趋势
- AV1编解码器：随着AV1编解码器的成熟，其更高的压缩效率和开源特性，可能会被更多WebRTC应用采纳，进一步提升视频质量或在相同质量下减少带宽消耗。
- WebTransport：作为WebRTC技术栈的一部分，WebTransport旨在提供更灵活、低延迟的数据传输方案，可能为WebRTC带来新的应用场景和性能提升。
- 增强现实与虚拟现实：随着AR/VR技术的兴起，WebRTC在三维空间的实时交互、360度视频传输等方面展现出巨大潜力，推动沉浸式互联网体验的发展。
- 机器学习与AI集成：集成机器学习技术，如智能降噪、背景替换、情绪识别等，将进一步丰富WebRTC应用的功能，提升用户体验。