ICE-Interactive Connectivity Establishment-交互式连接建立

ICE（Interactive Connectivity Establishment，交互式连接建立）是WebRTC中实现P2P（点对点）通信的核心协议，其核心目标是在复杂网络环境（尤其是存在NAT、防火墙的情况下）为两个设备找到一条可行的通信路径，并选择最优路径进行数据传输。

为什么需要ICE？

在互联网中，大多数设备并非直接暴露在公网中，而是通过NAT（网络地址转换）或防火墙接入网络。这导致：

• 设备的私有IP（如192.168.x.x）无法被公网直接访问；
• 不同NAT类型（如锥形NAT、对称NAT）对端口映射的处理规则不同，直接通信可能失败；
• 防火墙可能会阻止未经授权的入站连接。

ICE的作用就是自动探测、协商并选择一条能穿透这些障碍的通信路径，无需人工配置网络。

ICE的核心组件

ICE的工作依赖三个关键组件：候选者（Candidates）、STUN服务器和TURN服务器。

1. 候选者（Candidates）：通信路径的"候选方案"

ICE会为每个设备生成一系列"候选者"，每个候选者代表一条潜在的通信路径（包含IP地址和端口）。候选者分为三类：

• 主机候选者（Host Candidate）
  设备直接使用本地网络接口的IP和端口（如私有IP+随机端口），是优先级最高的候选者（延迟最低）。
  例：192.168.1.100:50000（私有IP）、fe80::1:2:3%eth0:50001（IPv6本地地址）。

• 服务器反射候选者（Server Reflexive Candidate）
  通过STUN服务器获取的"公网可见"的IP和端口（NAT为设备映射的公网地址）。
  例：203.0.113.5:60000（NAT为私有IP192.168.1.100映射的公网地址）。

• 中继候选者（Relay Candidate）
  当P2P路径无法建立时，通过TURN服务器中继通信的地址（TURN服务器的IP和端口）。优先级最低（延迟最高），但可靠性最高。
  例：198.51.100.10:70000（TURN服务器的地址）。

2. STUN服务器：获取公网映射地址

STUN（Session Traversal Utilities for NAT，NAT会话穿越应用程序）是一种轻量级协议，主要功能是：

• 帮助设备获取自身经过NAT后的公网反射地址和端口（生成服务器反射候选者）；
• 检测NAT类型（帮助判断P2P连接的可行性）。

工作流程：
设备向STUN服务器发送请求，STUN服务器会返回设备的公网IP和端口（即NAT为该设备分配的映射地址）。设备用这个地址作为"服务器反射候选者"，供远程设备尝试连接。

常见的公共STUN服务器：
stun:stun.l.google.com:19302（谷歌公共STUN服务器）、stun:stun.cloudflare.com:3478（Cloudflare）。