不需要SFU实现WebRTC联播实践
不需要SFU而实现WebRTC联播，appear.in的WebRTC工程师Philipp Hancke实现了在Chrome和Firefox之间的联播。LiveVideoStack对原文进行了摘译。
文 / Philipp Hancke
译 / 元宝
审校 / Ant
原文：
https://webrtchacks.com/a-playground-for-simulcast-without-an-sfu/
同步联播是WebRTC用于多方会议的一个很有趣的方面。简而言之，它意味着可以同时发送三种不同的分辨率（空间可伸缩性）和不同的帧速率（时间可伸缩性）。
通常，需要一个SFU才能利用联播。但是有一个方法可以使在两个浏览器之间或在单个页面内效果可见。这对于做单页测试或使用联播功能是非常有用的，特别是能够只启用某些空间层或控制特定流的目标比特率。
Playground
Playground有两种变体，一种用于Chrome，另一种用于Firefox。Chrome版本使用了我们在2014年夏天的谷歌环聊中首次看到的旧的SDP munging hack 。Firefox 使用‘RTCRtpSender.setParameters’来启用同步联播。两者都没有遵守最新的规范，但这并不会影响任何人对它的使用。
两种变体都可以显示视频图像，首先是发送者图像和总体比特率/帧速率图，其后是三个不同的空间流，每个空间流具有用于比特率和帧率的对应图。
由于我们不想涉及到服务器的内容，所以我们需要破解一些东西。幸运的是，有一个Chrome的测试验证了这个想法。Chrome和Firefox都使用一个数据包的RTP SSRC将其路由到某一个特定的媒体流。这些SSRC可以在SDP提供中找到：
原始的Chrome SDP
1type: offer, sdp: v=0
2o=- 7356021969196541917 2 IN ImP4 127.0.0.1
3s=-
4t=0 0
5a=group:BUNDLE video
6a=msid-semantic: WMS 0AQNo1bnpzlGvB7aE2InJRz85M9lmId7Es9J
7m=video 9 UDP/TLS/RTP/SAVPF 96 97 98 99 100 101 102 124 127 123 125
8c=IN IP4 0.0.0.0
9a=rtcp:9 IN IP4 0.0.0.0
10a=ice-ufrag:cTTs
11a=ice-pwd:W9/g2uTwfb6UCRxfIoMkd5nV
12a=ice-options:trickle
13a=fingerprint:sha-256 01:09:17:BA:CD:91:FE:E0:24:24:86:5C:17:71:CC:37:61:CF:BA:D1:31:49:80:F1:BC:B8:B2:6F:8C:D5:39:F2
14a=setup:actpass
15a=mid:video
16a=extmap:2 urn:ietf:params:rtp-hdrext:toffset
17a=extmap:3 http://www.webrtc.org/experiments/rtp-hdrext/abs-send-time
18a=extmap:4 urn:3gpp:video-orientation
19a=extmap:5 http://www.ietf.org/id/draft-holmer-rmcat-transport-wide-cc-extensions-01
20a=extmap:6 http://www.webrtc.org/experiments/rtp-hdrext/playout-delay
21a=extmap:7 http://www.webrtc.org/experiments/rtp-hdrext/video-content-type
22a=extmap:8 http://www.webrtc.org/experiments/rtp-hdrext/video-timing
23a=sendrecv
24a=rtcp-mux
25a=rtcp-rsize
26a=rtpmap:96 VP8/90000
27a=rtcp-fb:96 goog-remb
28a=rtcp-fb:96 transport-cc
29a=rtcp-fb:96 ccm fir
30a=rtcp-fb:96 nack
31a=rtcp-fb:96 nack pli
32a=rtpmap:97 rtx/90000
33a=fmtp:97 apt=96
34a=rtpmap:98 VP9/90000
35a=rtcp-fb:98 goog-remb
36a=rtcp-fb:98 transport-cc
37a=rtcp-fb:98 ccm fir
38a=rtcp-fb:98 nack
39a=rtcp-fb:98 nack pli
40a=rtpmap:99 rtx/90000
41a=fmtp:99 apt=98
42a=rtpmap:100 H264/90000
43a=rtcp-fb:100 goog-remb
44a=rtcp-fb:100 transport-cc
45a=rtcp-fb:100 ccm fir
46a=rtcp-fb:100 nack
47a=rtcp-fb:100 nack pli
48a=fmtp:100 level-asymmetry-allowed=1;packetization-mode=1;profile-level-id=42001f
49a=rtpmap:101 rtx/90000
50a=fmtp:101 apt=100
51a=rtpmap:102 H264/90000
52a=rtcp-fb:102 goog-remb
53a=rtcp-fb:102 transport-cc
54a=rtcp-fb:102 ccm fir
55a=rtcp-fb:102 nack
56a=rtcp-fb:102 nack pli
57a=fmtp:102 level-asymmetry-allowed=1;packetization-mode=1;profile-level-id=42e01f
58a=rtpmap:124 rtx/90000
59a=fmtp:124 apt=102
60a=rtpmap:127 red/90000
61a=rtpmap:123 rtx/90000
62a=fmtp:123 apt=127
63a=rtpmap:125 ulpfec/90000
64a=ssrc-group:FID 3818935445 664019814
65a=ssrc:3818935445 cname:/9xLVG5y0PJqxacG
66a=ssrc:3818935445 msid:0AQNo1bnpzlGvB7aE2InJRz85M9lmId7Es9J d1c9f46b-0328-4ef1-9c31-c1b279ac554a
67a=ssrc:3818935445 mslabel:0AQNo1bnpzlGvB7aE2InJRz85M9lmId7Es9J
68a=ssrc:3818935445 label:d1c9f46b-0328-4ef1-9c31-c1b279ac554a
69a=ssrc:664019814 cname:/9xLVG5y0PJqxacG
70a=ssrc:664019814 msid:0AQNo1bnpzlGvB7aE2InJRz85M9lmId7Es9J d1c9f46b-0328-4ef1-9c31-c1b279ac554a
71a=ssrc:3818935446 cname:/9xLVG5y0PJqxacG
72a=ssrc:3818935446 msid:0AQNo1bnpzlGvB7aE2InJRz85M9lmId7Es9J d1c9f46b-0328-4ef1-9c31-c1b279ac554a
73a=ssrc:3818935447 cname:/9xLVG5y0PJqxacG
74a=ssrc:3818935447 msid:0AQNo1bnpzlGvB7aE2InJRz85M9lmId7Es9J d1c9f46b-0328-4ef1-9c31-c1b279ac554a
75a=ssrc:3818935448 cname:/9xLVG5y0PJqxacG
76a=ssrc:3818935448 msid:0AQNo1bnpzlGvB7aE2InJRz85M9lmId7Es9J d1c9f46b-0328-4ef1-9c31-c1b279ac554a
77a=ssrc:3818935449 cname:/9xLVG5y0PJqxacG
78a=ssrc:3818935449 msid:0AQNo1bnpzlGvB7aE2InJRz85M9lmId7Es9J d1c9f46b-0328-4ef1-9c31-c1b279ac554a
79a=ssrc-group:FID 3818935446 3818935447
80a=ssrc-group:FID 3818935448 3818935449
81a=ssrc-group:SIM 3818935445 3818935446 3818935448
和2014年一样，重要的是多个‘a=ssrc：’的行以及‘a=ssrc-group：SIM’的行。
原始的Firefox SDP
1v=0
2o=mozilla...THIS_IS_SDPARTA-61.0.1 2246157997147315987 0 IN IP4 0.0.0.0
3s=-
4t=0 0
5a=sendrecv
6a=fingerprint:sha-256 00:3E:DC:02:92:60:97:0D:D8:F7:7F:E9:AD:41:46:CD:B5:FC:33:35:3F:5C:C4:BC:CD:85:17:96:F8:D6:14:57
7a=group:BUNDLE sdparta_0
8a=ice-options:trickle
9a=msid-semantic:WMS *
10m=video 40601 UDP/TLS/RTP/SAVPF 120 121 126 97
11c=IN IP4 192.168.1.230
12a=sendrecv
13a=end-of-candidates
14a=extmap:3 urn:ietf:params:rtp-hdrext:sdes:mid
15a=extmap:4 http://www.webrtc.org/experiments/rtp-hdrext/abs-send-time
16a=extmap:5 urn:ietf:params:rtp-hdrext:toffset
17a=extmap:6/sendonly urn:ietf:params:rtp-hdrext:sdes:rtp-stream-id
18a=fmtp:126 profile-level-id=42e01f;level-asymmetry-allowed=1;packetization-mode=1
19a=fmtp:97 profile-level-id=42e01f;level-asymmetry-allowed=1
20a=fmtp:120 max-fs=12288;max-fr=60
21a=fmtp:121 max-fs=12288;max-fr=60
22a=ice-pwd:f317cfe0aaa529381815e208a6cdec19
23a=ice-ufrag:07366c17
24a=mid:sdparta_0
25a=msid:{8de6968c-0ea9-4a19-aaa6-51355d4a5f4e} {9bdb3a96-19f3-4730-8459-e56db515b5da}
26a=rid:hi send
27a=rid:mid send
28a=rid:lo send
29a=rtcp-fb:120 nack
30a=rtcp-fb:120 nack pli
31a=rtcp-fb:120 ccm fir
32a=rtcp-fb:120 goog-remb
33a=rtcp-fb:121 nack
34a=rtcp-fb:121 nack pli
35a=rtcp-fb:121 ccm fir
36a=rtcp-fb:121 goog-remb
37a=rtcp-fb:126 nack
38a=rtcp-fb:126 nack pli
39a=rtcp-fb:126 ccm fir
40a=rtcp-fb:126 goog-remb
41a=rtcp-fb:97 nack
42a=rtcp-fb:97 nack pli
43a=rtcp-fb:97 ccm fir
44a=rtcp-fb:97 goog-remb
45a=rtcp-mux
46a=rtpmap:120 VP8/90000
47a=rtpmap:121 VP9/90000
48a=rtpmap:126 H264/90000
49a=rtpmap:97 H264/90000
50a=setup:actpass
51a=simulcast: send rid=hi;mid;lo
52a=ssrc:252082699 cname:{004db4a6-943d-496b-9e8d-1689f7be7355}
53a=ssrc:2611961929 cname:{004db4a6-943d-496b-9e8d-1689f7be7355}
54a=ssrc:1452646660 cname:{004db4a6-943d-496b-9e8d-1689f7be7355}
在Firefox中，重要的联播比特数是‘a = rid’的行和‘a = simulcast’的行（从底部开始的第4行）。注意：这是来自规范的旧版本，可能会有所变化。
WebRTC hack
我们需要让我们的同行相信，它实际上正在接收三种不同的视频流——低、中、高的比特率——而不仅仅是其中一种。为实现这一目标，我们需要创建自己的SDP，其中包含从SSRC到跟踪的不同映射。这是有点苛刻的，但这个网站被称为webrtchacks是有原因的！
我们最终将Firefox产品转换为：
1v=0
2o=mozilla...THIS_IS_SDPARTA-61.0 8324701712193024513 0 IN IP4 0.0.0.0
3s=-
4t=0 0
5a=sendrecv
6a=fingerprint:sha-256 00:3E:DC:02:92:60:97:0D:D8:F7:7F:E9:AD:41:46:CD:B5:FC:33:35:3F:5C:C4:BC:CD:85:17:96:F8:D6:14:57
7a=group:BUNDLE sdparta_0 sdparta_1 sdparta_2
8a=msid-semantic:WMS *
9m=video 9 UDP/TLS/RTP/SAVPF 120 121 126 97
10c=IN IP4 0.0.0.0
11a=sendrecv
12a=extmap:3 urn:ietf:params:rtp-hdrext:sdes:mid
13a=extmap:4 http://www.webrtc.org/experiments/rtp-hdrext/abs-send-time
14a=extmap:5 urn:ietf:params:rtp-hdrext:toffset
15a=extmap:6/sendonly urn:ietf:params:rtp-hdrext:sdes:rtp-stream-id
16a=fmtp:126 profile-level-id=42e01f;level-asymmetry-allowed=1;packetization-mode=1
17a=fmtp:97 profile-level-id=42e01f;level-asymmetry-allowed=1
18a=fmtp:120 max-fs=12288;max-fr=60
19a=fmtp:121 max-fs=12288;max-fr=60
20a=ice-pwd:f317cfe0aaa529381815e208a6cdec19
21a=ice-ufrag:07366c17
22a=mid:sdparta_0
23a=msid:low low
24a=rtcp-fb:120 nack
25a=rtcp-fb:120 nack pli
26a=rtcp-fb:120 ccm fir
27a=rtcp-fb:120 goog-remb
28a=rtcp-fb:121 nack
29a=rtcp-fb:121 nack pli
30a=rtcp-fb:121 ccm fir
31a=rtcp-fb:121 goog-remb
32a=rtcp-fb:126 nack
33a=rtcp-fb:126 nack pli
34a=rtcp-fb:126 ccm fir
35a=rtcp-fb:126 goog-remb
36a=rtcp-fb:97 nack
37a=rtcp-fb:97 nack pli
38a=rtcp-fb:97 ccm fir
39a=rtcp-fb:97 goog-remb
40a=rtcp-mux
41a=rtpmap:120 VP8/90000
42a=rtpmap:121 VP9/90000
43a=rtpmap:126 H264/90000
44a=rtpmap:97 H264/90000
45a=setup:actpass
46a=ssrc:252082699 cname:{004db4a6-943d-496b-9e8d-1689f7be7355}
47m=video 9 UDP/TLS/RTP/SAVPF 120 121 126 97
48c=IN IP4 0.0.0.0
49a=sendrecv
50a=extmap:3 urn:ietf:params:rtp-hdrext:sdes:mid
51a=extmap:4 http://www.webrtc.org/experiments/rtp-hdrext/abs-send-time
52a=extmap:5 urn:ietf:params:rtp-hdrext:toffset
53a=extmap:6/sendonly urn:ietf:params:rtp-hdrext:sdes:rtp-stream-id
54a=fmtp:126 profile-level-id=42e01f;level-asymmetry-allowed=1;packetization-mode=1
55a=fmtp:97 profile-level-id=42e01f;level-asymmetry-allowed=1
56a=fmtp:120 max-fs=12288;max-fr=60
57a=fmtp:121 max-fs=12288;max-fr=60
58a=ice-pwd:f317cfe0aaa529381815e208a6cdec19
59a=ice-ufrag:07366c17
60a=mid:sdparta_1
61a=msid:mid mid
62a=rtcp-fb:120 nack
63a=rtcp-fb:120 nack pli
64a=rtcp-fb:120 ccm fir
65a=rtcp-fb:120 goog-remb
66a=rtcp-fb:121 nack
67a=rtcp-fb:121 nack pli
68a=rtcp-fb:121 ccm fir
69a=rtcp-fb:121 goog-remb
70a=rtcp-fb:126 nack
71a=rtcp-fb:126 nack pli
72a=rtcp-fb:126 ccm fir
73a=rtcp-fb:126 goog-remb
74a=rtcp-fb:97 nack
75a=rtcp-fb:97 nack pli
76a=rtcp-fb:97 ccm fir
77a=rtcp-fb:97 goog-remb
78a=rtcp-mux
79a=rtpmap:120 VP8/90000
80a=rtpmap:121 VP9/90000
81a=rtpmap:126 H264/90000
82a=rtpmap:97 H264/90000
83a=setup:actpass
84a=ssrc:2611961929 cname:{004db4a6-943d-496b-9e8d-1689f7be7355}
85m=video 9 UDP/TLS/RTP/SAVPF 120 121 126 97
86c=IN IP4 0.0.0.0
87a=sendrecv
88a=extmap:3 urn:ietf:params:rtp-hdrext:sdes:mid
89a=extmap:4 http://www.webrtc.org/experiments/rtp-hdrext/abs-send-time
90a=extmap:5 urn:ietf:params:rtp-hdrext:toffset
91a=extmap:6/sendonly urn:ietf:params:rtp-hdrext:sdes:rtp-stream-id
92a=fmtp:126 profile-level-id=42e01f;level-asymmetry-allowed=1;packetization-mode=1
93a=fmtp:97 profile-level-id=42e01f;level-asymmetry-allowed=1
94a=fmtp:120 max-fs=12288;max-fr=60
95a=fmtp:121 max-fs=12288;max-fr=60
96a=ice-pwd:f317cfe0aaa529381815e208a6cdec19
97a=ice-ufrag:07366c17
98a=mid:sdparta_2
99a=msid:hi hi
100a=rtcp-fb:120 nack
101a=rtcp-fb:120 nack pli
102a=rtcp-fb:120 ccm fir
103a=rtcp-fb:120 goog-remb
104a=rtcp-fb:121 nack
105a=rtcp-fb:121 nack pli
106a=rtcp-fb:121 ccm fir
107a=rtcp-fb:121 goog-remb
108a=rtcp-fb:126 nack
109a=rtcp-fb:126 nack pli
110a=rtcp-fb:126 ccm fir
111a=rtcp-fb:126 goog-remb
112a=rtcp-fb:97 nack
113a=rtcp-fb:97 nack pli
114a=rtcp-fb:97 ccm fir
115a=rtcp-fb:97 goog-remb
116a=rtcp-mux
117a=rtpmap:120 VP8/90000
118a=rtpmap:121 VP9/90000
119a=rtpmap:126 H264/90000
120a=rtpmap:97 H264/90000
121a=setup:actpass
122a=ssrc:1452646660 cname:{004db4a6-943d-496b-9e8d-1689f7be7355}
这显示了三个不同的媒体部分（按照统一计划的规定），它将在接收器处触发“跟踪”事件三次，为我们提供三个不同的 MediaStream对象以附加到视频元素，并且还允许使用getStats API来为各个比特率制作图表。
请参阅SDP的源代码，了解如何创建它。
调整各个层的比特率
Chrome长期以来一直使用硬编码表来表示各个空间层的同步比特率。
1// These tables describe from which resolution we can use how many
2// simulcast layers at what bitrates (maximum, target, and minimum).
3// Important!! Keep this table from high resolution to low resolution.
4// clang-format off
5const SimulcastFormat kSimulcastFormats[] = {
6 {1920, 1080, 3, 5000, 4000, 800},
7 {1280, 720, 3, 2500, 2500, 600},
8 {960, 540, 3, 900, 900, 450},
9 {640, 360, 2, 700, 500, 150},
10 {480, 270, 2, 450, 350, 150},
11 {320, 180, 1, 200, 150, 30},
12 {0, 0, 1, 200, 150, 30}
13};
该表显示了分辨率（例如1920×1080），空间层数（3）以及最大，最佳和最小比特率。
感谢‘setParameters’让我们现在可以偏离这个表中定义的比特率并获得一些创意。如果你运行该示例而不进行任何修改，你可以看到联播以大约3.2mbps的比特率在发送。它分为三个不同的空间流，大约是150kbps，500kbps和2500kbps，与表中的设置相匹配。
让我们通过将这个JavaScript粘贴到控制台来修改它：
1var p = pc1.getSenders()[0].getParameters();
2p.encodings[1].maxBitrate = 300*1000;
3p.encodings[2].maxBitrate = 400*1000;
4pc1.getSenders()[0].setParameters(p)
5 .catch(e => console.error(e))
这将中分辨率（640×360）空间层的目标比特率设置为300kbps，将720p流的目标比特率设置为400kbps。编码器可以很好地匹配这些比特率，它们的质量非常好，即使将720p流的比特率设置为400kbps也是如此。
如果我们将720p的目标比特率降低到200 kbps，那么我们可以看到由于帧率下降而导致的视觉退化，因为只有基本的时间层被发送。对于720p的流，你可以用像200kbps一样低的比特率来使用...
此图表（以及下面的图表）中均是左侧为比特率，右侧为帧率。
这对于在SFU中成功实现同步联播的任何人来说都不是新闻，但是在没有任何服务器的情况下，在单个页面中展示这个效果还是很惊人的。
到处都是Bug
最初构建页面的主要动机之一是探索Firefox中对联播的支持。它没有预期的那么好，最大的问题是因为Firefox以及我在SFU实现中的错误。在playground的页面上，我可以证明它不在SFU中，但在Firefox中出现了问题。
中分辨率图层的比特率仅以300kbps，而不是Chrome发送的500kbps。尽管请求超过2000kbps，我们只能为高分辨率层获得500kbps的速率。部分原因是SDP munging中的一个非常巧妙的错误，它影响了低分辨率层的设置。这很容易在JavaScript中修复。
接下来，有一个问题是高分辨率层的配置被修改了，这将很快在Firefox中登陆，并将被提升到Beta和ESR。有了修复，比特率就会高得多：
中等分辨率层的目标比特率也根据我的要求更改为500kbps。把我当成一个非常满意的客户！
Jitsi的Brian Baldino发现了另外一个有趣的问题。当禁用高中空间层时，Chrome将以每秒超过一兆比特的比特率继续发送。这是为了保持比特率估计值高而填充数据。
这实际上是对旧版Chrome问题非常好的再现，希望在一个更具体的用例中出现的不良行为，以及在单个页面测试中进行复制，使这更容易修复。
最后但并非最不重要的是，您可能已经注意到Chrome中本地视频的高帧率，接近90帧。Chrome似乎将所有发送流的比特率和帧率都加了起来。这（可能）不太正确，所以这里有另一个bug报告。
同步联播对于构建高级WebRTC应用程序非常重要。希望这个playground让Web开发人员更容易访问它。特别感谢Florent Castelli在Chrome中实现‘setParameters’，并允许更多的修补以及Byron Campen在Firefox问题上的快速支持。
