WebRTC介绍

在不同的网络环境(带有摄像头/麦克风多媒体设备)中，为两个浏览器实现点对点实时视频/语音通信有什么困难

1、了解对方的媒体格式、支持的最大分辨率和其他媒体信息？

2、要了解彼此的网络，就有可能找到一条通信链路？

3、两个终端还没有建立连接时,如何交换“媒体信息”和“网络信息”呢
为了保证两端都有正确的编码和解码，最简单的方法就是取它们的交集H264

注:有一种特殊的协议叫做Session Description protocol (SDP)，可以用来描述上述信息 。

在webrtc中，参与视频通信的双方必须首先交换SDP信息，这样双方才能了解基本的SDP交换过程。
同样，在复杂的网络环境中，要在两端之间建立连接，必须有一个双方都可以访问的链路。
从图中可以看出，他们可以使用公用网段192沟通。

在web brtc通信过程中，这些与网络相关的信息也必须进行交换，以找到共同的交集。这个过程也被称为“网络协商”。
两个终端还没有建立连接时,如何交换“媒体信息”和“网络信息”呢

此时，所谓信号服务器信号服务器应该出现:
如上图所示,两个浏览器可以抽象的上层一层信令服务器(可以是一个或多个,根据实际的应用程序中,如果两个浏览器可以访问公共网络环境,如公共如果没有公共网络环境中,您可以设置一组服务器两端,即信号服务器A和信号服务器B，但这两套信令服务器必须能够相互通信)，在信令服务器的帮助下，可以实现上述SDP信息和网络信息的交换。
交换SDP的过程大致如图所示:
1 Amy(假设一个人的名字)通过setLocalDescription方法保存自己的SDP信息，然后通过offer方法发送给信令服务器。

2 信息服务器将Amy的SDP转发给另一端的Bob(另一个虚构的名字)，Bob将首先调用setremotedescription来保存Amy的SDP。

3然后Bob调用setLocalDescription方法来保存他的SDP，然后使用answer方法通过信令服务器将他的SDP发送给Amy

4 Amy收到Bob的SDP后，调用setRemoteDescription进行保存，双方完成SDP交换，找到交集。如果他们能达成协议，他们就可以建立一个p2p连接并开始通信。
但现实往往是残酷的。在中国的网络环境下，据统计，至少有一半的网络不能直接连接。我个人认为根本原因是:在互联网发展的早期，绝大多数IP4地址资源都被国外所占据。当轮到中国等发展中国家使用IP地址时，大多数计算机没有公网IP地址，只能通过路由器和交换机进行NAT转换，相当一部分NAT是对称的。基本上，没有办法播放它。在这种情况下，您只能使用前一节提到的转向服务器进行转移。此外，在视频对话框中，通常会有房间(或组)的概念，用来隔离一些服务。这部分逻辑也在信号服务器中实现。对端、信令服务器、stun/转接服务器后，整个1对1实时视频通信顺序图如下:
主要流程如下:

1 双方首先调用getUserMedia打开本地摄像头

2 向信令服务器发送apply_join请求以加入房间

3信令服务器通知我成功加入(joined)，同时向其他人广播加入消息(other_joined)

4 第二个端开始创建peerConnection连接

5 PeerB创建报价，同时将SDP保存到本地机器(setLocalDescription)，并通过信令服务器将SDP传递给peerA

6 在setLocalDescription之后，PeerB将异步触发“候选网络链接”的集合，这大致决定了它自己所有的NAT映射通过Stun退出。如果Stun返回的NAT是“对称的”，它将基本上无法穿透。再次通过Turn得到中继应答地址，并通过信令服务器将网络候选链接信息发送给peerA(即:启动网络协商)

7 peerA收到peerB的SDP后，开始响应(createAnswer)，仍然通过信令服务器将SDP发送给peerB

8 同时，peerA也会开始收集网络候选链路，并通过信令服务器(即网络协商)将自己的网络信息发送给peerB。

通过这种方式，peerA和peerB相互交换了媒体信息和网络信息。如果他们能达成一致(即找到交叉点)，他们就能开始沟通。

WebRTC给我们带来了浏览器中的视频、音频聊天体验。但个人认为，它最实用的特性莫过于DataChannel——在浏览器之间建立一个点对点的数据通道。在DataChannel之前，浏览器到浏览器的数据传递通常是这样一个流程：浏览器1发送数据给服务器，服务器处理，服务器再转发给浏览器2。这三个过程都会带来相应的消耗，占用服务器带宽不说，还减缓了消息从发送到接收的时间。其实最理想的方式就是浏览器1直接与浏览2进行通信，服务器不需要参与其中。WebRTC DataChannel就提供了这样一种方式。

如果对WebRTC和DataChannel不太了解的同学，可以先阅读如下文章：

- WebRTC的RTCDataChannel

- 使用WebRTC搭建前端视频聊天室——信令篇

- 使用WebRTC搭建前端视频聊天室——入门篇

当然服务器完全不参与其中，显然是不可能的，用户需要通过服务器上存储的信息，才能确定需要和谁建立连接。这里通过一个故事来讲述建立连接的过程：

不如钓鱼去

一些背景：

现在，老刘听说老姚钓鱼技术高超，想和老姚讨论钓鱼技巧。只要老刘和老姚相互之间知道对方的门牌号以及凭证，就可以串门了:

老刘和老姚相互之间知道了对方的门牌号和小区出入凭证，他们相互之间有什么需要交流的直接串门就行了，消息不再需要门卫老大爷来代为传达了

换个角度

我们把角色做一个映射：

于是乎故事就变成了这样：

这样，就建立了一个点对点的信道，流程如下所示：

故事

老刘和老姚已经可以相互串门了，经过一段时间的交流感情越来越深。老姚的亲友送了20斤葡萄给老姚，老姚决定送10斤给老刘。老姚毕竟年事已高，不可能一次带10斤。于是乎，老姚将葡萄分成了10份，每次去老刘家串门就送一份过去。

这里可以做如下类比：

这其实就是通过datachannel传输文件的方式，首先将文件分片，然后逐个发送，最后再统一的进行组合成一个新的文件

分片

通过HTML5的File API可以将type为file的input选中的文件读取出来，并转换成data url字符串。这也就为我们提供了很方便的分片方式：

组合

通过datachannel发送的分片数据，我们需要将其进行组合，由于是data url字符串，在接收到所有包之后进行拼接就可以了。拼接完成后就得到了一个文件完整的data url字符串，那么我们如何将这个字符串转换成文件呢？

方案一：直接跳转下载

既然是个dataurl，我们直接将其赋值给windowlocationhref自然可以下载，但是这样下载是没法设定下载后的文件名的，这想一想都蛋疼

方案二：通过a标签下载

这个原理和跳转下载类似，都是使用dataurl本身的特性，通过创建一个a标签，将dataurl字符串赋值给href属性，然后使用download确定下载后的文件名，就可以完成下载了。但是很快又有新问题了，稍微大一点的文件下载的时候页面崩溃了。这是因为dataurl有大小限制

方案三：blob

其实可以通过给a标签创建blob url的方式来进行下载，这个没有大小限制。但是我们手上是dataurl，所以需要先进行转换：

获得blob后，我们就可以通过URL API来下载了：

这里有几个点：

1 datachannel其实是可以直接传送blob的，但是只有ff支持，所以传data url

2 chrome下载是直接触发的，不会进行询问，firefox会先询问后下载，在询问过程中如果执行了revokeObjectURL，下载就会取消，囧

升级

如我们所知，WebRTC最有特点的地方其实是可以传输getUserMedia获得的视频、音频流，来实现视频聊天。但事实上我们的使用习惯来看，一般人不会一开始就打开视频聊天，而且视频聊天时很消耗内存的（32位机上一个连接至少20M左右好像，也有可能有出入）。所以常见的需求是，先建立一个包含datachannel的连接用于传输数据，然后在需要时升级成可以传输视频、音频。

看看我们之前传输的session description，它其实来自Session Description Protocol。可以看到wiki上的介绍：

这意味着什么呢？我们之前建立datachannel是没有加视频、音频流的，而这个流的描述是写在SDP里面的。现在我们需要传输视频、音频，就需要添加这些描述。所以就得重新获得SDP，然后构建offer和answer再传输一次。传输的流程和之前一样，没什么区别。但这一次，我们不需要传输任何的ice candidate，这里我曾经遇到了坑，经过国外大大的点拨才明白过来。

Peertc

我将datachannel和websocket组合，实现了一个构建点对点连接的库Peertc，它提供非常简洁的方式来建立连接和发送数据、文件和视频/音频流，详情见github。走过路过的记得star一下哦，有什么bug也非常希望能够提出来。

最后

WebRTC的点对点方式能够运用在很多场景：

- 如web qq这种Web IM工具，这就不说了

- 如象棋这种双人对战 游戏 ，每一步的数据服务器时不关心的，所以完全可以点对点发送

- 一对一在线面试、在线教育，这其实是即时通信的一个业务方向

---