WebRTC
WebRTC(Web Real-Time Communication)是一个支持网页浏览器进行实时语音对话或视频对话的技术,它提供了一套完整的API,使得Web开发者能够基于浏览器轻易快捷地开发出丰富的实时多媒体应用,而无需下载安装任何插件。以下是关于WebRTC框架的详细介绍: 一、WebRTC框架的层次结构
WebRTC框架从上到下一共分为三层:
Web API层:这是暴露给开发人员的用于开发WebRTC应用的JavaScript API。开发人员无需关心复杂的底层技术,只需了解WebRTC的大致流程原理,调用这些API即可实现点对点的通讯功能。
核心层:这是WebRTC技术最为关键核心的一层,包括音频引擎、视频引擎以及网络传输三个模块。
音频引擎(Voice Engine):负责WebRTC的音频通信,通过一套完整的音频处理框架解决了音频从外接设备(如麦克风)读入数据然后再通过网络进行传输的音频处理问题。音频引擎主要包括音频编解码和语音信号处理两个模块,其中编解码器主要有iSAC和iLBC两大类,语音信号处理则包括回声消除(AEC)、降噪(NR)等功能。
视频引擎(Video Engine):负责WebRTC的视频通信,通过一套完整的视频处理框架解决了视频从外接设备(如摄像头)采集数据然后再通过网络传输最后显示视频的视频处理问题。视频引擎主要包括视频图像编解码和视频图像处理两个模块,其中默认的编解码器是VP8,视频图像处理则包括颜色增强、降噪等处理以提升图像清晰度。
网络传输(Transport):负责音视频数据的传输,通过一套完整的传输框架解决了音视频数据的加密传输和防火墙穿透问题。网络传输模块通过SRTP协议保证音视频数据在加密的状态下进行传输,同时整合了STUN和TURN的ICE协议来保证音视频数据可以突破防火墙和NAT网络的限制。
硬件相关层:这一层用于实现音视频的采集和网络IO,通常由各厂商自主开发。它包含了音频的采集和渲染、视频的捕捉等功能,为WebRTC提供了音视频数据的来源和输出。
二、WebRTC的关键概念
RTCPeerConnection(点对点连接):RTCPeerConnection用于建立点对点的实时通信连接。它允许在不同浏览器之间传输音频、视频和数据流。
ICE(Interactive Connectivity Establishment,交互式连通性建立):ICE不是一个协议,而是一个整合了STUN和TURN两种协议的框架,用于NAT和防火墙穿越。
STUN(Session Traversal Utilities for NAT,会话穿越实用程序):STUN协议用于获取设备的公共IP地址和端口,帮助客户端了解自己的公共网络地址,以便在NAT环境中能够正确地进行通信。
TURN(Traversal Using Relays around NAT,NAT中继穿越):TURN协议用于当直接连接不可用时,通过中继服务器转发数据。
三、WebRTC的功能模块
WebRTC的功能模块主要包括视频采集、视频加密、视频图像处理、音频处理、声音加密等。其中,视频采集采用I420/VP8编解码技术,视频加密则保证了点对点的视频双方的数据安全。音频处理部分则包括设备、编解码、加密、声音文件、声音处理、声音输出、音量控制、音视频同步、网络传输与流控等功能。 四、WebRTC的协议流程
WebRTC的连接建立需要进行offer与answer的交换,这一过程与TCP的三次握手类似,但需要进行至少四次通信。具体流程包括发送offer/answer,接收answer/offer,发送网络信息,接收对方网络信息等步骤。 五、WebRTC的应用场景
WebRTC的应用场景非常广泛,包括但不限于视频会议、在线教育、远程医疗、在线游戏等。它使得这些应用能够轻松实现实时音视频通信功能,提升了用户体验和互动性。
综上所述,WebRTC框架是一个功能强大且易于集成的实时音视频通信解决方案。它提供了丰富的API和强大的功能模块,使得开发者能够轻松开发出高质量的实时多媒体应用。