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iOS下WebRTC音视频通话(一)

在iOS下做IM功能时,难免都会涉及到音频通话和视频通话。QQ中的QQ电话和视频通话效果就非常好,但是如果你没有非常深厚的技术,也没有那么大的团队,很难做到QQ那么快速和稳定的通话效果。

但是利用WebRTC技术,即使一个人也能够实现效果不错的音视频通话。本篇介绍WebRTC的基础概念。

WebRTC介绍

WebRTC,名称源自网页实时通信(Web Real-Time Communication)的缩写,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,是谷歌2010年以6820万美元收购Global IP Solutions公司而获得的一项技术。

WebRTC(Web Real-Time Communication)项目的最终目的主要是让Web开发者能够基于浏览器(Chrome\FireFox...)轻易快捷开发出丰富的实时多媒体应用,而无需下载安装任何插件,Web开发者也无需关注多媒体的数字信号处理过程,只需编写简单的Javascript程序即可实现。但是经过多年的打磨,WebRTC现在已经可以在windows,linux,mac,android,iOS等多个平台中使用。

WebRTC除了可以用来做音频通话、视频通话,还可以用来做视频会议。

其他关于WebRTC的介绍可以参考:百度百科-WebRTC 以及 WebRTC官网

WebRTC 过程

WebRTC 利用RTCPeerConnection可以建立点对点高效、稳定的音频、视频流传输。但是在进行点对点的流传输之前,它依然还需要利用服务器来做一些准备工作。而准备工作需要用到的东西就比较多了,比如STUN服务器、TURN服务器、ICE(NAT和防火墙穿透)、信令传输,相互之间的信令交换完毕,就会发送实时音视频留给对方。

进行音视频通话的完整过程:

  • 1、首先设置好STUN服务器、和TURN服务器,然后将STUN服务器和TURN服务器包装成RTCICEServer对象,保存进数组备用。
  • 2、利用上一步的数组创建RTCPeerConnection连接。
  • 3、为RTCPeerConnection添加RTCMediaStream,而RTCMediaStream内包含视频和音频轨迹,只是做一些配置,然后WebRTC内部按照你的配置做音频、视频的采集。如果你只为RTCMediaStream添加音轨,就是做音频通话;同时添加音轨和视频轨迹,则是做视频通话;只添加视频轨迹,则只能看到视频画面,没有声音。(这些都是在采集端设置)
  • 4、为视频轨迹设置渲染的容器,便于开始音视频通话后,将实时视频画面渲染到视图上。(如果是音频通话则没有视频轨迹,就不需要渲染)
  • 5、发起方创建Offer,创建完成后会返回一个本地SessisonDescription(简称sdp,其实就是一些媒体和网络相关的元数据信息),然后为RTCPeerConnection设置本地sdp(RTCPeerConnection需要设置远程sdp和本地sdp完成后才能进行点对点的流传输)。
  • 6、将本地sdp信息设置完成后,将本地sdp发送给对方(这个过程就是将本地offer信令发送给对方)。
  • 7、接收方收到offer信令之后,重复上面的1、2、3、4,然后将接收到的offer sdp设置为自己的远程sdp,然后再创建一个Answer。同样的创建完成后会返回一个SessisonDescription,将这个sdp设置为RTCPeerConnection的本地sdp,设置完成后再将answer发送给发起方。
  • 8、发起方收到answer后,将answer sdp设置为RTCPeerConnection的远程sdp。
  • 9、然后双方就开始互相发送多媒体流数据,整个音视频通话就完成了。

说明 STUN服务器、TURN服务器地址其实就是个url而已:stun:stun.l.google.com:19302turn:numb.viagenie.ca,其中STUN服务器和TURN服务器可以在自家的服务上创建,STUN、TURN服务器可以有多个,做备用。

ICE,本端会生成所有网络接口对应不同协议的Candidate。 每一个Candidate实际上描述了和自己的通信方式。比如一个STUN类型的Candidate会包含本端在防火墙外的IP和端口类型。本端会通过信令协议(sip/xmpp/http)将自己的所有的Candidate发送给对端。对方接收到后,会尝试连接, 并找到一个最好的连接方式建立和本端的连接,之后的流媒体数据将通过此连接传输。

关于Candidate,是对本端网络通信能力的一种描述。对于UDP/STUN协议,Candidate仅包含IP及端口信息,对于TURN,包含TURN server的IP,端口,以及用户名密码等。Candidate由本端代码生成,生成后通过信令发送给对端。对端会在本端所有的candidate中选择一个最好的建立与本端的连接。

除了上面那些服务器外,还需要一些额外的服务器用来发现用户,比如XMPP服务,主要是为了维护用户的关系以及保持其在线、离线等状态。

WebRTC框架内不提供信令服务,因此信令信息的发送和接收处理需要我们自己去处理。处理的方式也有很多种,比如利用XMPP的的发送和接收消息的机制,将信令信息发送给对方;也可以用Http网络将信令消息发送给对方;还可以利用WebSocket将信息发送给对方。

先大致了解WebRTC交互的过程,便于后面理解代码。

下一篇我会编写一个在同路由器 的局域网内进行视频通话的Demo。

关于WebRTC概念性的理解下面有几篇文章,文章内也有一些链接都是很好的资料:

使用WebRTC搭建前端视频聊天室——入门篇

使用WebRTC搭建前端视频聊天室——信令篇

WebRTC的RTCDataChannel

虽然以上三篇主要是讲Web前端的WebRTC使用,但是过程和概念归纳的非常好,可以多读几遍。

WebRTC and the Early API

WebRTC代理中的各种枚举状态

P2P传输,其中Candidate的作用以及P2P连接的过程介绍的对理解非常有帮助。

WebRTC中文网 其实iOS 中WebRTC的处理过程与Web端的处理过程除了API命名不同,过程基本是一致的。

重要的是通过编写代码,然后对照代码的每一步去思考它这样做是为了干啥。

Have Fun!

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