Comprendre Webbrtc: ce que c’est et ce que ce n’est pas

Introduction

WeBrTC est l’audio natif en temps réel, et la vidéo de vidéo plus à faible latence du Web qui offre une communication compatible entre pairs avec la traversée NAT intégrée, le support de cryptage ainsi que la sélection de transport adaptative. Il ouvre les API du navigateur pour la capture des médias, l’établissement de connexion sécurisé et le streaming audio / vidéo / données entre les pairs en utilisant RTCPEerConnection, des pistes MediaStream, ainsi que des anneaux de données. WeBrTC ne constitue aucun protocole de signalisation; Par conséquent, un canal de signalisation distinct (comme WebSocket, HTTP ou MQTT) doit être fourni par la demande d’échange de descriptions de session (SDP) ainsi que des candidats ICE entre pairs.

Dans ce blog, nous explorerons:

• Comment webrtc fonctionne sous le capot͏
• Composants de base: GetUserMedia, RTCPeerConnection, RTCDatachannel
• Signalisation / négociation de glace
• Transfert d’étourdissement / tour
• Performance et mise à l’échelle en production
• Mise en œuvre de travail

Notions de base: glace, étourdissement, tourner

ICE (établissement de connectivité interactive): rassemble des points de terminaison candidats pour les vérifications de connectivité les échangent avec les vérifications de connectivité à distance exécutées et sélectionne le meilleur itinéraire de travail entre les pairs.
Stun (sessions de traversée de session pour NAT): L’utilisation de Stun par un client lui permet le plus souvent de déterminer son adresse publique ainsi que le comportement NAT; dans la plupart des cas, cela permet des connexions directes à peer-to-peer si elle est autorisée par le réseau particulier.
Tourner (traverser à l’aide de relais autour de Nat): À son tour, tous les supports / données sont relayés lorsque la traversée directe échoue en raison de la présence de NAT / pare-feu stricts; Il est le plus fiable mais introduit la latence ainsi que le coût de la bande passante du serveur.
Cycle de vie candidat: Rassemblez les candidats, échangez via la signalisation et effectuez des vérifications de connectivité, sélectionnez la paire réussie et surveillez les modifications de l’état de glace en connexion.

Architecture minimale requise pour une simple application webrtc

Client:

• Capturez les supports à l’aide de GetUserMedia.
• Créez une configuration RTCPEerConnection avec des serveurs de glace (Stun / Turn).
• Ajoutez-y des pistes locales.
• Créez une offre / réponse SDP, puis les échanger sur un canal de signalisation.
• Échangez également des candidats à la glace sur la signalisation.
• Jouez à des médias distants lorsque les événements d’Ondrack tirent.

Serveur de signalisation:

Tout canal bidirectionnel (souvent WebSocket) qui ne fait que la navette propose / réponses / candidats entre les clients.
Stun / Turn:

Public Stund Server for Discovery; Fournissez un serveur de virage pour une robustesse dans les NAT restrictives.

Guide étape par étape pour construire une application de chat vidéo simple 1: 1

Voici une simple démo de travail d’une application de chat vidéo. Cet exemple se concentre principalement sur la logique côté client et suppose que vous utilisez un serveur de signalisation WebSocket de base pour échanger des messages entre les deux pairs («l’appelant» et la «Callee»).

Étape 1: Capturez les médias locaux et configurez la connexion par les pairs

• Configurez vos serveurs de glace (au minimum, un serveur Stun; pour la production, vous aurez également besoin d’un serveur de virage).
• Ajoutez vos pistes audio et vidéo locales à la connexion.
• Configurez les gestionnaires d’événements pour les candidats ICE et les pistes éloignées.
  

  Créer des pistes de connexion et de chargement

Il est courant d’ajouter vos pistes locales avant d’établir la connexion. Une fois que le pair distant commencera à envoyer des médias, l’événement Ontrack se déclenchera et vous recevrez ses flux audio et vidéo. Le gestionnaire d’événements en glace est responsable de l’envoi de chaque candidat découvert via votre serveur de signalisation à l’autre pair.

Étape 2: implémenter la signalisation de l’offre / réponse

• L’appelant crée une offre, le définit comme leur description locale et l’envoie à la Callee.
• La Callee reçoit l’offre, la définit comme leur description distante, crée une réponse, la définit comme leur description locale et le renvoie.

Les deux pairs échangent et ajoutent des candidats ICE reçus via le serveur de signalisation pour terminer la connexion.

Lire les événements du message

• Le flux reflète des exemples de laboratoire de code communs: créer RTCPEerConnection, ajouter des pistes locales, échanger des candidats ICE et SDP et gérer les événements de piste pour lire des supports distants.
• Le transport de «signalisation» est défini par l’application; WeBrTC ne le standardise pas.
  

  3) Observabilité et état de glace

• Log IceConnectionStateChange pour diagnostiquer les échecs.
• Utilisez GetStats pour introduire la paire candidate sélectionnée (utile pour confirmer si vous relais via le tour).

Écouteur d’événements de changement d’État

• La surveillance et l’exploitation forestière de type candidat aident à distinguer les chemins directs vs relayés et à résoudre les problèmes de traversée NAT.
  

  4) DataChannel (facultatif)

• Pour les données de faible latence (état de jeu, curseurs), créez un analyse de données.
• DataChannel utilise SCTP sur le chemin de glace établi.

Canal de données et état de pairs

• Les données de WebBrTC sont utiles pour la collaboration en temps réel ou les métadonnées synchronisées avec les médias.
  

  Liste de contrôle de la préparation à la production

• Tour de disposition pour la fiabilité des réseaux restrictifs; Tourner les relances de tout le trafic et ajoute le coût de latence / bande passante mais garantit la connectivité.
• Durcir la couche de signalisation et authentifier les pairs; La signalisation est essentielle même si le trafic est peer-to-peer.
• Considérez les plafonds du CPU et de la bande passante: les appels de groupe multiplient les flux sortants par participant sans SFU; Utilisez un SFU pour le multipartite.
• Suivez les échecs de glace et les replies, collectez les statistiques et exposent la télémétrie aux équipes d’opérations.
• Sélectionnez soigneusement les codecs et les contraintes pour trouver un équilibre entre la qualité, l’utilisation du processeur et le débit binaire.

Inconvénients et limites de WebBrTC

• Nécessite des serveurs: un serveur de signalisation est indispensable pour exécuter cette application; Un virage est souvent nécessaire en production, en ajoutant des coûts opérationnels et de la complexité pour les startups.
• Défis de mise à l’échelle dans le maillage: CPU et liaison montante augmente avec chaque participant supplémentaire; Les SFU sont souvent nécessaires pour les appels de groupe.
• Courbe de complexité et d’apprentissage: les développeurs gèrent la glace / Stun / Turn, le SDP, les codecs et le comportement de transport.
• Latence et coût à son tour: le trafic relayé augmente les coûts de latence et de sortie du serveur.

Alternatives à Webbrtc

WebSockets:

• Mentement pour la messagerie fiable, commandée et médiée par le serveur (chat, tableaux de bord, texte collaboratif) où l’intégrité des données est cruciale.
• Pas idéal pour l’audio / vidéo à haut bitrate; Le trafic passe par un serveur central.

HLS / DASH (streaming http):

• Idéal pour les émissions individuelles à grande échelle via les CDN; latence généralement en quelques secondes, pas en temps réel.

WebTransport (HTTP / 3 basé sur la quic, émerge):

• Propose des flux fiables / peu fiables et des frais généraux inférieurs pour certains cas d’utilisation en temps réel; Bon pour les transports de données en temps réel personnalisés sans la pile multimédia complète.
• L’écosystème est toujours en train de mûrir; Pas un remplacement sans rendez-vous pour le pipeline A / V de WebBrTC.

Hébergé SDKS et plates-formes SFU / MCU:

• API gérées qui cachent les détails Ice / Stun / Turn et offrent des fonctionnalités telles que l’enregistrement, la modération, la diffusion simultanée / SVC et l’évolutivité. Échange un peu de contrôle pour une livraison plus rapide.

Conseils pratiques

• Spécifiez toujours les serveurs de glace (Stun / Turn) lors de la construction de RTCPeerConnection; Incluez le virage de la production pour la fiabilité des NAT.
• Ajoutez des pistes avant la négociation et câblez le sur-un pour rendre rapidement des supports distants.
• Gardez le schéma de signalisation simple (offre, réponse, candidat) et sécurisez-le de bout en bout (auth, validation d’entrée).
• Instrument ICE et les types de candidats en journal pour déboguer rapidement les problèmes de traversée NAT.
• Commencez par le maillage 1: 1; Passez à un SFU lorsque vous passez aux appels de groupe.

Conclusion

WeBrTC est une technologie puissante qui apporte une communication en temps réel directement sur le Web. En surface, ses API sont simples, mais la construction d’une connexion fiable signifie creuser plus profondément – compréhension de la négociation de glace, la signalisation et comment gérer la traversée NAT.

Que vous créiez un outil de conférence vidéo, un jeu multijoueur ou une application de chat sécurisée, WebBrTC vous donne la flexibilité et les performances nécessaires pour que tout fonctionne bien.

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