WebRTC实现p2p视频通话

random_wang

发布于 2019-10-22 14:43:02

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发布于 2019-10-22 14:43:02

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简介

目的帮助自己了解webrtc 实现端对端通信

  # 使用流程
  git clone https://gitee.com/wjj0720/webrtc.git
  cd ./webRTC
  npm i
  npm run dev

  # 访问 127.0.0.1:3003/test-1.html 演示h5媒体流捕获
  # 访问 127.0.0.1:3003/local.html 演示rtc 本地传输
  # 访问 127.0.0.1:3003/p2p.html 演示局域网端对端视屏

what is WebRTC

  WebRTC(Web Real-Time Communication) 网页即时通信 ，是一个支持网页浏览器进行实时语音、视频对话的API。
  于2011年6月1日开源并在Google、Mozilla、Opera支持下被纳入万维网联盟的W3C推荐标准

  闲话：目前主流实时流媒体 实现方式
  RTP :(Real-time Transport Protocol) 建立在 UDP 协议上的一种协议加控制

  HLS（HTTP Live Streamin）苹果公司实现的基于HTTP的流媒体传输协议

  RTMP（Real Time Messaging Protocol） Adobe公司基于TCP

  WebRTC google 基于RTP协议

WebRTC组成

getUserMedia负责获取用户本地的多媒体数据
RTCPeerConnection负责建立P2P连接以及传输多媒体数据。
RTCDataChannel提供的一个信令通道实现双向通信

h5 获取媒体流

目标：打开摄像头将媒体流显示到页面

MediaDevices 文档

  navigator.mediaDevices.getUserMedia({
    video: true, // 摄像头
    audio: true // 麦克风
  }).then(steam => {
    // video标签的srcObject
    video.srcObject = stream
  }).catch(e => {
    console.log(e)
  })

RTCPeerConnection

RTCPeerConnection api提供了 WebRTC端创建、链接、保持、监控闭连接的方法的实现 RTCPeerConnection MDN

webRTC流程

peer2peertimeline.png

  以 A<=>B 创建p2p连接为例
  
  A端：
    1.创建RTCPeerConnection实例：peerA
    2.将自己本地媒体流(音、视频)加入实例，peerA.addStream
    3.监听来自远端传输过来的媒体流 peerA.onaddstream
    4.创建[SDP offer]目的是启动到远程(此时的远端也叫候选人)))对等点的新WebRTC连接 peerA.createOffer 
    5.通过[信令服务器]将offer传递给呼叫方
    6.收到answer后去[stun]服务拿到自己的IP,通过信令服务将其发送给呼叫放

  B端:
    1.收到信令服务的通知 创建RTCPeerConnection peerB，
    2.也需要将自己本地媒体流加入通信 peerB.addstream
    3.监听来自远端传输过来的媒体流 peerA.onaddstream
    4.同样创建[SDP offer] peerA.createAnswer
    5.通过[信令服务器]将Answer传递给呼叫方
    6.收到对方IP 同样去[stun]服务拿到自己的IP 传递给对方

    至此完成p2p连接 触发双发onaddstream事件

信令服务信令服务器： webRTC中负责呼叫建立、监控(Supervision)、拆除(Teardown)的系统为什么需要： webRTC是p2p连接，那么连接之前如何获得对方信息，有如何将自己的信息发送给对方，这就需要信令服务
SDP 什么是SDP SDP 完全是一种会话描述格式 ― 它不属于传输协议它只使用不同的适当的传输协议，包括会话通知协议（SAP）、会话初始协议（SIP）、实时流协议（RTSP）、MIME 扩展协议的电子邮件以及超文本传输协议（HTTP） SDP协议是基于文本的协议，可扩展性比较强，这样就使其具有广泛的应用范围。 WebRTC中SDP SDP不支持会话内容或媒体编码的协商。webrtc中sdp用于媒体信息(编码解码信息)的描述，媒体协商这一块要用RTP来实现
stun 1.什么是STUN STUN（Session Traversal Utilities for NAT，NAT会话穿越应用程序）是一种网络协议，它允许位于NAT（或多重NAT）后的客户端找出自己的公网地址，查出自己位于哪种类型的NAT之后以及NAT为某一个本地端口所绑定的Internet端端口。这些信息被用来在两个同时处于NAT路由器之后的主机之间创建UDP通信。这种通过穿过路由直接通信的方式叫穿墙 2.什么是NAT NAT（Network Address Translation，网络地址转换)，是1994年提出的。当在专用网内部的一些主机本来已经分配到了本地IP地址，但现在又想和因特网上的主机通信时，于是乎在路由器上安装NAT软件。装有NAT软件的路由器叫做NAT路由器，它可以通过一个全球IP地址。使所有使用本地地址的主机在和外界通信时，这种通过使用少量的公有IP地址代表较多的私有IP地址的方式，将有助于减缓可用的IP地址空间的枯竭 3.WebRTC的穿墙目前常用的针对UDP连接的NAT穿透方法主要有：STUN、TURN、ICE、uPnP等。其中ICE方式由于其结合了STUN和TURN的特点 webrtc是用的就是这个 google提供的免费地址：https://webrtc.github.io/samples/src/content/peerconnection/trickle-ice/

SHOW THE CODE

前端 <!DOCTYPE html> <html lang="zh"> <head> <meta charset="UTF-8" /> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" /> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge" /> <title>端对端</title> </head> <body> <div class="page-container"> <div class="message-box"> <ul class="message-list"></ul> <div class="send-box"> <textarea class="send-content"></textarea> <button class="sendbtn">发送</button> </div> </div> <div class="user-box"> <video id="local-video" autoplay class="local-video"></video> <video id="remote-video" autoplay class="remote-video"></video> <p class="title">在线用户</p> <ul class="user-list"></ul> </div> <div class="mask"> <div class="mask-content"> <input class="myname" type="text" placeholder="输入用户名加入房间"> <button class="add-room">加入</button> </div> </div> <div class="video-box"> </div> </div> <script src="/js/jquery.js"></script> <script src="/js/socket.io.js"></script> <script> // 简单封装一下 class Chat { constructor({ calledHandle, host, socketPath, getCallReject } = {}) { this.host = host this.socketPath = socketPath this.socket = null this.calledHandle = calledHandle this.getCallReject = getCallReject this.peer = null this.localMedia = null } async init() { this.socket = await this.connentSocket() return this } async connentSocket() { if (this.socket) return this.socket return new Promise((resolve, reject) => { let socket = io(this.host, { path: this.socketPath }) socket.on("connect", () => { console.log("连接成功！") resolve(socket) }) socket.on("connect_error", e => { console.log("连接失败！") throw e reject() }) // 呼叫被接受 socket.on('answer', ({ answer }) => { this.peer && this.peer.setRemoteDescription(answer) }) // 被呼叫事件 socket.on('called', callingInfo => { this.called && this.called(callingInfo) }) // 呼叫被拒 socket.on('callRejected', () => { this.getCallReject && this.getCallReject() }) socket.on('iceCandidate', ({ iceCandidate }) => { console.log('远端添加iceCandidate'); this.peer && this.peer.addIceCandidate(new RTCIceCandidate(iceCandidate)) }) }) } addEvent(name, cb) { if (!this.socket) return this.socket.on(name, (data) => { cb.call(this, data) }) } sendMessage(name, data) { if (!this.socket) return this.socket.emit(name, data) } // 获取本地媒体流 async getLocalMedia() { let localMedia = await navigator.mediaDevices .getUserMedia({ video: { facingMode: "user" }, audio: true }) .catch(e => { console.log(e) }) this.localMedia = localMedia return this } // 设置媒体流到video setMediaTo(eleId, media) { document.getElementById(eleId).srcObject = media } // 被叫响应 called(callingInfo) { this.calledHandle && this.calledHandle(callingInfo) } // 创建RTC createLoacalPeer() { this.peer = new RTCPeerConnection() return this } // 将媒体流加入通信 addTrack() { if (!this.peer || !this.localMedia) return //this.localMedia.getTracks().forEach(track => this.peer.addTrack(track, this.localMedia)); this.peer.addStream(this.localMedia) return this } // 创建 SDP offer async createOffer(cb) { if (!this.peer) return let offer = await this.peer.createOffer({ OfferToReceiveAudio: true, OfferToReceiveVideo: true }) this.peer.setLocalDescription(offer) cb && cb(offer) return this } async createAnswer(offer, cb) { if (!this.peer) return this.peer.setRemoteDescription(offer) let answer = await this.peer.createAnswer({ OfferToReceiveAudio: true, OfferToReceiveVideo: true }) this.peer.setLocalDescription(answer) cb && cb(answer) return this } listenerAddStream(cb) { this.peer.addEventListener('addstream', event => { console.log('addstream事件触发', event.stream); cb && cb(event.stream); }) return this } // 监听候选加入 listenerCandidateAdd(cb) { this.peer.addEventListener('icecandidate', event => { let iceCandidate = event.candidate; if (iceCandidate) { console.log('发送candidate给远端'); cb && cb(iceCandidate); } }) return this } // 检测ice协商过程 listenerGatheringstatechange () { this.peer.addEventListener('icegatheringstatechange', e => { console.log('ice协商中: ', e.target.iceGatheringState); }) return this } // 关闭RTC closeRTC() { // .... } } </script> <script> $(function () { let chat = new Chat({ host: 'http://127.0.0.1:3003', socketPath: "/websocket", calledHandle: calledHandle, getCallReject: getCallReject }) // 更新用户列表视图 function updateUserList(list) { $(".user-list").html(list.reduce((temp, li) => { temp += `<li class="user-li">${li.name} <button data-calling=${li.calling} data-id=${li.id} class=${li.id === this.socket.id || li.calling ? 'cannot-call' : 'can-call'}> 通话</button></li>` return temp }, '')) } // 更新消息li表视图 function updateMessageList(msg) { $('.message-list').append(`<li class=${msg.userId === this.socket.id ? 'left' : 'right'}>${msg.user}: ${msg.content}</li>`) } // 加入房间 $('.add-room').on('click', async () => { let name = $('.myname').val() if (!name) return $('.mask').fadeOut() await chat.init() // 用户加入事件 chat.addEvent('updateUserList', updateUserList) // 消息更新事件 chat.addEvent('updateMessageList', updateMessageList) chat.sendMessage('addUser', { name }) }) // 发送消息 $('.sendbtn').on('click', () => { let sendContent = $('.send-content').val() if (!sendContent) return $('.send-content').val('') chat.sendMessage('sendMessage', { content: sendContent }) }) // 视屏 $('.user-list').on('click', '.can-call', async function () { // 被叫方信息 let calledParty = $(this).data() if (calledParty.calling) return console.log('对方正在通话'); // 初始本地视频 $('.local-video').fadeIn() await chat.getLocalMedia() chat.setMediaTo('local-video', chat.localMedia) chat.createLoacalPeer() .listenerGatheringstatechange() .addTrack() .listenerAddStream(function (stream) { $('.remote-video').fadeIn() chat.setMediaTo('remote-video', stream) }) .listenerCandidateAdd(function (iceCandidate) { chat.sendMessage('iceCandidate', { iceCandidate, id: calledParty.id }) }) .createOffer(function (offer) { chat.sendMessage('offer', { offer, ...calledParty }) }) }) //呼叫被拒绝 function getCallReject() { chat.closeRTC() $('.local-video').fadeIn() console.log('呼叫被拒'); } // 被叫 async function calledHandle(callingInfo) { if (!confirm(`是否接受${callingInfo.name}的视频通话`)) { chat.sendMessage('rejectCall', callingInfo.id) return } $('.local-video').fadeIn() await chat.getLocalMedia() chat.setMediaTo('local-video', chat.localMedia) chat.createLoacalPeer() .listenerGatheringstatechange() .addTrack() .listenerCandidateAdd(function (iceCandidate) { chat.sendMessage('iceCandidate', { iceCandidate, id: callingInfo.id }) }) .listenerAddStream(function (stream) { $('.remote-video').fadeIn() chat.setMediaTo('remote-video', stream) }) .createAnswer(callingInfo.offer, function (answer) { chat.sendMessage('answer', { answer, id: callingInfo.id }) }) } }) </script> </body> </html>
后端 const SocketIO = require('socket.io') const socketIO = new SocketIO({ path: '/websocket' }) let userRoom = { list: [], add(user) { this.list.push(user) return this }, del(id) { this.list = this.list.filter(u => u.id !== id) return this }, sendAllUser(name, data) { this.list.forEach(({ id }) => { console.log('>>>>>', id) socketIO.to(id).emit(name, data) }) return this }, sendTo(id) { return (eventName, data) => { socketIO.to(id).emit(eventName, data) } }, findName(id) { return this.list.find(u => u.id === id).name } } socketIO.on('connection', function(socket) { console.log('连接加入.', socket.id) socket.on('addUser', function(data) { console.log(data.name, '加入房间') let user = { id: socket.id, name: data.name, calling: false } userRoom.add(user).sendAllUser('updateUserList', userRoom.list) }) socket.on('sendMessage', ({ content }) => { console.log('转发消息：', content) userRoom.sendAllUser('updateMessageList', { userId: socket.id, content, user: userRoom.findName(socket.id) }) }) socket.on('iceCandidate', ({ id, iceCandidate }) => { console.log('转发信道') userRoom.sendTo(id)('iceCandidate', { iceCandidate, id: socket.id }) }) socket.on('offer', ({id, offer}) => { console.log('转发offer') userRoom.sendTo(id)('called', { offer, id: socket.id, name: userRoom.findName(socket.id)}) }) socket.on('answer', ({id, answer}) => { console.log('接受视频'); userRoom.sendTo(id)('answer', {answer}) }) socket.on('rejectCall', id => { console.log('转发拒接视频') userRoom.sendTo(id)('callRejected') }) socket.on('disconnect', () => { // 断开删除 console.log('连接断开', socket.id) userRoom.del(socket.id).sendAllUser('updateUserList', userRoom.list) }) }) module.exports = socketIO // www.js 这就不关键了 const http = require('http') const app = require('../app') const socketIO = require('../socket.js') const server = http.createServer(app.callback()) socketIO.attach(server) server.listen(3003, () => { console.log('server start on 127.0.0.1:3003') })

搭建 STUN/TURN

因为没有钱买服务器没试过

coturn 据说使用它搭建 STUN/TURN 服务非常的方便

  # 编译
  cd coturn
  ./configure --prefix=/usr/local/coturn
  sudo make -j 4 && make install

  # 配置
  listening-port=3478        #指定侦听的端口
  external-ip=39.105.185.198 #指定云主机的公网IP地址
  user=aaaaaa:bbbbbb         #访问 stun/turn服务的用户名和密码
  realm=stun.xxx.cn          #域名，这个一定要设置
 
  #启动
  cd /usr/local/coturn/bin
  turnserver -c ../etc/turnserver.conf

  trickle-ice https://webrtc.github.io/samples/src/content/peerconnection/trickle-ice 按里面的要求输入 stun/turn 地址、用户和密码 
  输入的信息分别是： 
    STUN or TURN URI 的值为： turn:stun.xxx.cn
    用户名为： aaaaaa
    密码为： bbbbbb

STUN参数传递

  let ice = {"iceServers": [
    {"url": "stun:stun.l.google.com:19302"},  // 无需密码的
    // TURN 一般需要自己去定义
    {
      'url': 'turn:192.158.29.39:3478?transport=udp',
      'credential': 'JZEOEt2V3Qb0y27GRntt2u2PAYA=', // 密码
      'username': '28224511:1379330808' // 用户名
    },
    {
      'url': 'turn:192.158.29.39:3478?transport=tcp',
      'credential': 'JZEOEt2V3Qb0y27GRntt2u2PAYA=',
      'username': '28224511:1379330808'
    }
  ]}
  // 可以提供多iceServers地址，但RTC追选择一个进行协商


  // 实例化的是给上参数 RTC会在合适的时候去获取本地墙后IP
  let pc = new RTCPeerConnection(ice);

  /*
    // 据说这些免费的地址都可以用
    stun:stun1.l.google.com:19302
    stun:stun2.l.google.com:19302
    stun:stun3.l.google.com:19302
    stun:stun4.l.google.com:19302
    stun:23.21.150.121
    stun:stun01.sipphone.com
    stun:stun.ekiga.net
    stun:stun.fwdnet.net
    stun:stun.ideasip.com
    stun:stun.iptel.org
    stun:stun.rixtelecom.se
    stun:stun.schlund.de
    stun:stunserver.org
    stun:stun.softjoys.com
    stun:stun.voiparound.com
    stun:stun.voipbuster.com
    stun:stun.voipstunt.com
    stun:stun.voxgratia.org
    stun:stun.xten.com
  */

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