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WebRTC 笔记

时间:2025-01-20 09:33:57浏览次数:1  
标签:SDP offer 笔记 音视频 PeerConnection Client ClientA WebRTC

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WebRTC 允许网络应用或者站点,在不借助中间媒介的情况下,建立浏览器之间点对点(Peer-to-Peer)的连接,实现视频流和(或)音频流或者其他任意数据的传输
本示例主要使用了 WebRTC 和 WebSocket

  • WebRTC(Web Real-Time Communication)即网页即时通信,是一个支持网页浏览器进行实时语音对话或视频对话的 API。
  • WebSocket是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的协议。在 WebSocket 中,浏览器和服务器只需要完成一次握手,两者之间就直接可以创建持久性的连接,并进行双向数据传输。

通话建立流程

简单说一下流程,如 Client A 想和 Client B 进行音视频通话:

  1. Client A、Client B 都连接信令服务器(ws);
  2. Client A 创建本地视频,并获取会话描述对象(offer sdp)信息,Client A 创建端点(Create PeerConnection),并添加音视频流(Add Streams);
  3. Client A 将 offer sdp 通过 ws 发送给 Client B;
  4. Client B 收到信令后,Client B 创建本地视频,并获取会话描述对象(answer sdp)信息,Client B 创建端点(Create PeerConnection),并添加音视频流(Add Streams);
  5. Client B 将 answer sdp 通过 ws 发送给 Client A;
  6. Client A 收到用于 answer 的 SDP 后,保存下来;
  7. Client A 创建一个用于 offer 的 SDP 对象(Create Office),保存并发送给 Client B;
  8. Client B 保存收到的用 于offer 的 SDP 对象。
  9. Client A 和 Client B 开始打洞,收集并通过 ws 交换 ice 信息;
  10. 完成打洞后,Client A 和 Client B 开始为安全的媒体通信协商秘钥;
  11. 至此, Client A 和 Client B 可以进行音视频通话。
    引用网上的有关 WebRTC 建立的时序图,可能更加直观:
    [Pasted image 20250114164552.png]
    [6042199ed2c298dc5b0717130687e2b5.jpeg]
    从上述流程,可以发现通信双方在建立连接前需要交换信息
    WebRTC 并不提供 Stun 服务器Signal 服务器,服务器端需要自己实现。Stun 服务器可以用 google 提供的实现 stun 协议的测试服务器(stun:stun.l.google.com:19302),Signal 服务器则完全需要自己实现了,用于转发信息,它需要在 ClientA 和 ClientB 之间传送彼此的 SDP 信息和 candidate 信息,ClientA 和 ClientB 通过这些信息建立 P2P 连接来传送音视频数据。由于网络环境的复杂性,并不是所有的客户端之间都能够建立 P2P 连接,这种情况下就需要有个 relay 服务器做音视频数据的中转。
    Signal 服务器其实就是我们的 websocketstun 服务器 其实就是 webrtc 啦。
    WebRTC 不借助中间媒介 的意思是,在建立对等连接后,不需要借助第三方服务器中转,而是直接在两个实体(浏览器)间进行传输。
    完整的流程:
  • ClientA 首先创建 PeerConnection 对象,然后打开本地音视频设备,将音视频数据封装成 MediaStream 添加到 PeerConnection 中。
  • ClientA 调用 PeerConnection 的 CreateOffer 方法创建一个用于 offer 的 SDP 对象,SDP对象中保存当前音视频的相关参数。ClientA 通过 PeerConnection 的 SetLocalDescription 方法将该 SDP 对象保存起来,并通过 Signal 服务器发送给 ClientB
  • ClientB 接收到 ClientA 发送过的 offer SDP 对象,通过 PeerConnection 的SetRemoteDescription 方法将其保存起来,并调用 PeerConnection 的 CreateAnswer 方法创建一个应答的 SDP 对象,通过 PeerConnection 的 SetLocalDescription 的方法保存该应答 SDP 对象并将它通过 Signal 服务器发送给 ClientA
  • ClientA 接收到 ClientB 发送过来的应答 SDP 对象,将其通过 PeerConnection 的 SetRemoteDescription 方法保存起来。
  • 在 SDP 信息的 offer/answer 流程中,ClientA 和 ClientB 已经根据 SDP 信息创建好相应的音频 Channel 和视频 Channel 并开启 Candidate 数据的收集,Candidate 数据可以简单地理解成 Client 端的 IP 地址信息(本地 IP 地址、公网 IP 地址、Relay 服务端分配的地址)。
  • 当 ClientA 收集到 Candidate 信息后,PeerConnection 会通过 OnIceCandidate 接口给 ClientA 发送通知,ClientA 将收到的 Candidate 信息通过 Signal 服务器发送给 ClientB,ClientB 通过 PeerConnection 的 AddIceCandidate 方法保存起来。同样的操作 ClientB 对 ClientA 再来一次。
  • 这样 ClientA 和 ClientB 就已经建立了音视频传输的 P2P 通道,ClientB 接收到 ClientA 传送过来的音视频流,会通过 PeerConnection 的 OnAddStream 回调接口返回一个标识 ClientA 端音视频流的 MediaStream 对象,在 ClientB 端渲染出来即可。同样操作也适应 ClientB 到 ClientA 的音视频流的传输。

特别提醒

1、创建SDP对象之前,必须先打开本地音视频流
2、打开音视频流之前,必须先绑定事件(bindOnIceCandidate、bindOnTrack)
3、创建用于 answer 的 SDP 对象 之前,必须先保存用于 offer 的 SDP 对象

以上步骤完成之后:

  1. rtc 会自动收集 Candidate 信息,并通过回调函数通知你,用于交换 Candidate 信息。
  2. 交换完 Candidate 信息后,P2P 连接就建立好了。并通过回调函数,将远程视频流给你

代码

创建 RTCPeerConnection 对象

获取视频标签,连接信令服务器,创建 RTCPeerConnection 对象。其中 RTCPeerConnection 的作用是在两个对等端之间建立连接,其构造函数支持传一个配置对象,包含 ICE “打洞”(由于本示例在本机进行测试,故不需要)。

const localVideo = document.querySelector('#local-video');
const remoteVideo = document.querySelector('#remote-video');
const socket = new WebSocket('ws://localhost:8080');
const peer = new RTCPeerConnection();

socket.onmessage = () => { // todo }
peer.ontrack = () => { // todo }
peer.onicecandidate = () => { // todo }

获取本地摄像头/麦克风

获取本地摄像头/麦克风(需要允许使用权限),拿到本地媒体流(MediaStream)后,需要将其中所有媒体轨道(MediaStreamTrack)添加到轨道集,这些轨道将被发送到另一对等方。

navigator.mediaDevices.getUserMedia({ video: true, audio: true })
    .then(stream => {
        localVideo.srcObject = stream;
        stream.getTracks().forEach(track => {
            peer.addTrack(track, stream);
        });
    });

创建发起方会话描述对象(createOffer)

创建发起方会话描述对象(createOffer),设置本地 SDP(setLocalDescription),并通过信令服务器发送到对等端,以启动与远程对等端的新 WebRTC 连接。

peer.createOffer().then(offer => {
    peer.setLocalDescription(offer);
    socket.send(JSON.stringify(offer));
});

当调用 setLocalDescription 方法,PeerConnection 开始收集候选人(ice 信息),并发送 offer_ice 到对等方。这边补充第一步中的 peer.onicecandidate 和 socket.onmessage
对等方收到 ice信息后,通过调用 addIceCandidate 将接收的候选者信息传递给浏览器的 ICE 代理。

peer.onicecandidate = e => {
    if (e.candidate) {
        socket.send(JSON.stringify({
            type: 'offer_ice',
            iceCandidate: e.candidate
        }));
    } 
};

socket.onmessage = e => {
    const { type, sdp, iceCandidate } = JSON.parse(e.data);
    if (type === 'offer_ice') {
        peer.addIceCandidate(iceCandidate);
    }
}

连接的远程对等方属性(setRemoteDescription)

接收方收到了offer信令后,开始获取摄像头/麦克风,与发起方操作一致。同时将收到 offer SDP 指定为连接的远程对等方属性(setRemoteDescription),并创建应答 SDP(createAnswer),发送到对等端。这边补充第一步中的 socket.onmessage。

socket.onmessage = e => {
    const { type, sdp, iceCandidate } = JSON.parse(e.data);
    if (type === 'offer') {
        navigator.mediaDevices.getUserMedia();        // 与发起方一致,省略
        const offerSdp = new RTCSessionDescription({ type, sdp });
        peer.setRemoteDescription(offerSdp).then(() => {
            peer.createAnswer(answer => {
                socket.send(JSON.stringify(answer));
                peer.setLocalDescription(answer)
            });
        });
    }
}

注意:当 setLocalDescription 方法调用后,开始收集候选人信息,并发送 answer_ice 到对等方。与发送方同理,不赘述。

建立一条最优的连接方式

通过不断收集 ICE 信息(onicecandidate),发起方和应答方最终将建立一条最优的连接方式,此时会触发 ontrack 回调,即可获取到对等方的媒体流。

peer.ontrack = e => {
    if (e && e.streams) {
        remoteVideo.srcObject = e.streams[0];
    }
};

标签:SDP,offer,笔记,音视频,PeerConnection,Client,ClientA,WebRTC
From: https://www.cnblogs.com/TMesh/p/18680753

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