WebRTC（二）：工作机制
核心组成
- GetUserMedia：获取本地音视频设备（摄像头、麦克风）数据流。
- RTCPeerConnection：实现点对点的媒体流传输和网络连接管理。
- RTCDataChannel：点对点的任意数据通道（除音视频外传输数据）。
运行流程
信令协商（建立连接前的协商阶段）
WebRTC 本身不规定信令方式，通常通过 WebSocket、HTTP、SIP、XMPP 等信令服务器完成：
- 双方交换网络信息（IP、端口等），叫做 ICE Candidate。
- 双方交换媒体协商信息，叫做 SDP（Session Description Protocol），包括音视频编码格式、分辨率、码率等。
信令通道是 WebRTC 连接建立的必要前提，但它本身不包含在 WebRTC 标准内。
NAT穿越和网络连接建立
- WebRTC 使用 ICE（Interactive Connectivity Establishment） 协议。
- ICE 会收集所有可能的网络候选地址（本地 IP、STUN 服务器分配的公网 IP、中继服务器 TURN 分配的地址）。
- 双方互相尝试连接这些地址，最终确定一条可用的点对点路径。
媒体流捕获和编码
- 通过
getUserMedia获取本地摄像头和麦克风流。 - 媒体数据经浏览器内置编码器压缩，支持 VP8/VP9/H.264（视频），Opus/G.711（音频）等编码格式。
点对点媒体流传输
- 利用
RTCPeerConnection，双方建立点对点的连接。 - 媒体流（音频、视频）和数据流通过这个连接实时双向传输。
- 支持加密传输（DTLS-SRTP），确保通信安全。
RTCPeerConnection调用过程：
调用时序图：
数据通道通信
RTCDataChannel允许点对点传输任意数据，如文字聊天、文件传输、游戏数据等。- 基于 SCTP 协议，支持可靠和不可靠数据传输。
连接维护和状态更新
- WebRTC 会实时监控网络状态，自动调整连接路径。
- 支持动态带宽调节、码率控制和丢包恢复机制，确保流畅通信。
总结
+-----------------------+ +-----------------------+
| 浏览器A | | 浏览器B |
+-----------------------+ +-----------------------+| || 1. 获取本地媒体流 (getUserMedia) ||------------------------------------------------------>|| ||<------------------------------------------------------|| || 2. 创建 RTCPeerConnection 对象 || || 3. 创建 Offer SDP（Session Description） ||------------------------------------------------------>|| || | 4. 接收 Offer SDP| | 5. 创建 RTCPeerConnection| | 6. 创建 Answer SDP| |------------------------------------------------------>|| || 7. 接收 Answer SDP ||<------------------------------------------------------|| || 8. 双方开始交换 ICE Candidates（网络候选） ||<-------------------------> (通过信令服务器传递) || || 9. ICE 协议测试所有候选路径，选出最佳连接路径 || || 10. 建立 DTLS-SRTP 加密的点对点连接 || || 11. 双方通过 RTCPeerConnection 发送音视频流 ||<---------------------------> || || 12. RTCDataChannel 传输任意数据（如文本、文件等） ||<---------------------------> || || 13. 连接维护与状态更新（动态调节码率、重连等） || |
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获取本地媒体流
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通过调用
navigator.mediaDevices.getUserMedia()获取摄像头和麦克风的音视频流。 -
用户浏览器弹出授权提示，用户允许后返回本地流。
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创建 RTCPeerConnection 对象
- 新建一个连接对象，负责管理媒体流和数据通道。
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创建 Offer SDP
- 发送方创建会话描述（SDP），告知自己支持的音视频格式、网络信息等。
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信令交换
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发送方将 Offer SDP 发送给接收方。
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接收方收到后，创建自己的 RTCPeerConnection。
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接收方创建 Answer SDP 并返回发送方。
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双方确认彼此能力和参数。
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ICE Candidate 交换
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双方通过信令服务器互相发送所有可用的网络候选地址（IP + 端口）。
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这些地址包括本地网络地址、STUN 获取的公网地址、TURN 中继地址。
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ICE 连接检测
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双方尝试所有候选路径，逐个测试连接性。
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选择最佳路径（最快、最稳定的点对点连接）。
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建立安全连接
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通过 DTLS（Datagram Transport Layer Security）加密握手，建立加密的传输通道。
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媒体通过 SRTP（Secure Real-time Transport Protocol）安全传输。
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媒体流传输
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双方开始点对点实时传输视频和音频流。
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支持视频、音频的编码解码和同步。
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数据通道传输
- 通过
RTCDataChannel发送非音视频数据，如文本消息、文件数据、游戏状态等。
- 通过
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连接维护和状态更新
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WebRTC 会自动监测连接状态，处理网络变化。
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实时调整码率，保证音视频质量。
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出现连接问题时，自动尝试重新建立连接。
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