流媒体服务器——Licode Janus-gateway Mediasoup Medooze 分析

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前言

Licode

Janus-gateway

Mediasoup

Medooze

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前言

已知的多方通信框架有：Mesh MCU SFU 三种。《三种方案的详细介绍》

其中SFU是目前最优的一种多方通信架构方案，而且这种方案目前已经有比较流行的开源项目：Licode  Janus-gateway Mediasoup  Medooze。

下面简单的对这4种方案进行分析：

Licode

Licode 既可以用作 SFU 类型的流媒体服务器，也可以用作 MCU 类型的流媒体服务器。一般情况下，它都被用于 SFU 类型的流媒体服务器。

Licode 不仅仅是一个流媒体通信服务器，而且还是一个包括了媒体通信层、业务层、用户管理等功能的完整系统，并且该系统还支持分布式部署。

Licode 是由 C++ 和 Node.js 语言实现。其中，媒体通信部分由 C++ 语言实现，而信令控制、用户管理、房间管理用 Node.js 实现。它的源码地址为：https://github.com/lynckia/licode 。下面这张图是 Licode 的整体架构图：

通过上图可以看出，Licode 从功能层面来讲分成三部分，即 Nuve 、ErizoController 和 ErizoAgent 三部分，它们之间通过消息队列进行通信。

• Nuve 是一个 Web 服务，用于管理用户、房间、产生 token 以及房间的均衡负载等相关工作。它使用 MongoDB 存储房间和 token 信息，但不存储用户信息。
• ErizoController，用于管理控制，信令和非音视频数据都通过它接收。它通过消息队列与 Nuve 进行通信，也就是说 Nuve 可以通过消息队列对 ErizoController 进行控制。
• ErizoAgent，用于音视频流媒体数据的传输，可以分布式布署。ErizoAgent 与 ErizoController 的通信也是通过消息队列，信令消息通过 ErizoController 接收到后，再通过消息队列发给 ErizoAgent，从而实现对 ErizoAgent 进行控制。

通过上面的描述，可以知道 Licode 不仅仅是一个 SFU 流媒体服务器，它还包括了与流媒体相关的业务管理系统、信令系统、流媒体服务器以及客户端 SDK 等等，可以说它是一个比较完善的产品。

Licode缺点：

• 在 Linux 下目前只支持 Ubuntu 14.04 版本，在其他版本上很难编译通过。（现在不清楚，毕竟已经过去一段时间）
• Licode 不仅包括了 SFU，而且包括了 MCU，所以它的代码结构比较重，学习和掌握它要花不少的时间。
• Licode 的性能一般， 如果你把流媒体服务器的性能排在第一位的话，那么 Licode 就不是特别理想的 SFU 流媒体服务器了。

 

Janus-gateway

Janus 是一个非常有名的 WebRTC 流媒体服务器，它是以 Linux 风格编写的服务程序，采用 C 语言实现，支持 Linux/MacOS 下编译、部署，但不支持 Windows 环境。

它是一个开源项目，其源码的编译、安装非常简单，只要按 GitHub 上的说明操作即可。源码及编译手册的地址为：https://github.com/meetecho/janus-gateway 。

Janus 的部署也十分简单，具体步骤详见文档，地址为：https://janus.conf.meetecho.com/docs/deploy.html 。

Janus 的整体架构图：

   

Janus 分为两层，即应用层和传输层。

插件层又称为应用层，每个应用都是一个插件，可以根据用户的需要动态地加载或卸载掉某个应用。插件式架构方案是非常棒的一种设计方案，灵活、易扩展、容错性强，尤其适用于业务比较复杂的业务，但缺点是实现复杂，成本比较高。

在 Janus 中默认支持的插件包括以下几个：

• SIP：这个插件使得 Janus 成了 SIP 用户的代理，从而允许 WebRTC 终端在 SIP 服务器（如 Asterisk）上注册，并向 SIP 服务器发送或接收音视频流。
• TextRoom：该插件使用 DataChannel 实现了一个文本聊天室应用。
• Streaming：它允许 WebRTC 终端观看 / 收听由其他工具生成的预先录制的文件或媒体。
• VideoRoom：它实现了视频会议的 SFU 服务，实际就是一个音 / 视频路由器。
• VideoCall：这是一个简单的视频呼叫的应用，允许两个 WebRTC 终端相互通信，它与 WebRTC 官网的例子相似（https://apprtc.appspot.com），不同点是这个插件要经过服务端进行音视频流中转，而 WebRTC 官网的例子走的是 P2P 直连。
• RecordPlay：该插件有两个功能，一是将发送给 WebRTC 的数据录制下来，二是可以通过 WebRTC 进行回放。

传输层包括媒体数据传输和信令传输。

• 媒体数据传输层主要实现了 WebRTC 中需要有流媒体协议及其相关协议，如 DTLS 协议、ICE 协议、SDP 协议、RTP 协议、SRTP 协议、SCTP 协议等。
• 信令传输层用于处理 Janus 的各种信令，它支持的传输协议包括 HTTP/HTTPS、WebSocket/WebSockets、NanoMsg、MQTT、PfUnix、RabbitMQ。不过需要注意的是，有些协议是可以通过编译选项来控制是否安装的，也就是说这些协议并不是默认全部安装的。另外，Janus 所有信令的格式都是采用 Json 格式。

Janus 整体架构采用了插件的方案，这种架构方案非常优秀，用户可以根据自己的需要非常方便地在上面编写自己的应用程序。而且它目前支持的功能非常多，比如支持 SIP、 RTSP、音视频文件播放、录制等等，所以在与其他系统的融合性上有非常大的优势。另外，它底层的代码是由 C 语言编写的，性能也非常强劲。Janus 的开发、部署手册也非常完善，因此它是一个非常棒的开源项目。所以，它的架构设计比较复杂，对于初学者来说难度较大。

 

Mediasoup

Mediasoup 是推出时间不长的 WebRTC 流媒体服务器开源库，其地址为：https://github.com/versatica/mediasoup/ 。

Mediasoup 的架构图，如下所示:

• Host（最大的灰色底框）中，包含worker1、worker2、worker3（3个白色框），可以认为是进程。
• 每个worker中，包含1个或多个router（蓝色的方片花），进程中有1个或多个房间。
• router周围有：音视频生产者（红色的输入）+ 音视频消费者（绿色的输出），每个房间有多个生产者和消费者。
• producer：一路视频是一个生产者，一路音频也是一个生产者 。
• consumer：一路视频是一个消费者，一路音频也是一个消费者 。
• transport：一个Transport 就相当于一个用户。

Mediasoup 把每个实例称为一个 Worker，在 Worker 内部有多个 Router，每个 Router 相当于一个房间。在每个房间里可以有多个用户或称为参与人，每个参与人在 Mediasoup 中由一个 Transport 代理。换句话说，对于房间（Router）来说，一个Transport 就相当于一个用户。

大的绿色箭头下面，有灰色的Transport字体，分为三种类型，即 WebRtcTransport、PlainRtpTransport 和 PipeTransport。

• WebRtcTransport 用于与 WebRTC 类型的客户端进行连接，如浏览器。
• PlainRtpTransport 用于与传统的 RTP 类型的客户端连接，通过该 Transport 可以播放多媒体文件、FFmpeg 的推流等。
• PipeTransport 用于 Router 之间的连接，也就是一个房间中的音视频流通过 PipeTransport 传到另一个房间。

在每个 Transport （每个用户）中可以包括多个 Producer 和 Consumer。

• Producer 表示媒体流的共享者，它又分为两种类型，即音频的共享者和视频的共享者。
• Consumer 表示媒体流的消费者，它也分为两种类型，即音频的消费者和视频的消费者。

Mediasoup 的实现逻辑非常清晰，它不关心上层应用该如何做，只关心底层数据的传输，并将它做到极致。

Mediasoup 底层使用 C++ 开发，使用 libuv 作为其异步 IO 事件处理库，所以保证了其性能的高效性。同时它支持了几乎所有 WebRTC 为了实时传输做的各种优化，所以说它是一个特别优秀的 WebRTC SFU 流媒体服务器。

它与 Janus 相比，它更聚焦于数据传输的实时性、高效性、简洁性，而 Janus 相比 Mediasoup 做的事儿更多，架构和逻辑也更加复杂。所以对于想学习 WebRTC 流媒体服务器源码的同学来说，Mediasoup 是一个非常不错的项目。

另外，对于开发能力比较强的公司来说，根据自己的业务需要在 Mediasoup 上做二次开发也是非常值得推荐的技术方案。

 

Medooze

Medooze 是一款综合流媒体服务器，它不仅支持 WebRTC 协议栈，还支持很多其他协议，如 RTP、RTMP 等。其源码地址为：https://github.com/medooze/media-server 。

 Medooze 的架构图：

Medooze 的核心层：从大的方面来讲，Medooze 支持 RTP/RTCP、SRTP/SRCP 等相关协议，从而可以实现与 WebRTC 终端进行互联。除此之外，Medooze 还可以接入 RTP 流、RTMP 流等，因此你可以使用 GStreamer/FFmpeg 向 Medooze 推流，这样进入到同一个房间的其他 WebRTC 终端就可以看到 / 听到由 GStream/FFmpeg 推送上来的音视频流了。另外，Medooze 还支持录制功能，即上图中的 Recorder 模块的作用，可以通过它将房间内的音视频流录制下来，以便后期回放。为了提高多方通信的质量，Medooze 在音视频的内容上以及网络传输的质量上都做了大量优化。

Medooze 的控制逻辑层：是通过 Node.js 实现的，Medooze 通过 Node.js 对外提供了完整的控制逻辑操作相关的 API，通过这些 API 你可以很容易的控制 Medooze 的行为了。

不过 Medooze 也有一些缺点，尽管 Medooze 也是 C++ 开发的流媒体服务务器，使用了异步 IO 事件处理机制，但它使用的异步 IO 事件处理的 API 是 poll，poll 在处理异步 IO 事件时，与 Linux 下最强劲的异步 IO 事件 API  epoll  相比要逊色不少，这导致它在接收 / 发送音视频包时性能比 Mediasoup 要稍差一些。

 

如何选择SFU

对流媒体服务器的选择是一个 Balance，没有最好，只有最合适。

实现语言：Meooze、Mediasoup、Licode 这三个流媒体服务器的媒体通信部分都是由 C++ 实现的，而控制逻辑是通过 Node.js 实现，因此如果你是 C++ 开发人员，且有 JavaScript 技术背景，那么你就应该在这三种流媒体服务器之间选择，因为这样更容易入门。而 Janus-gateway 是完全通过 C 语言实现的，服务部署是传统的 Linux 风格，因此如果你是 Linux/C 开发者，则应该选择 Janus 作为你的流媒体服务器。

系统特点：像 Licode 是一个完整的系统，支持分布式集群部署，所以系统相对复杂，学习周期要长一些。它可以直接布署在生产环境，但是二次开发的灵活性不够。Janus-gateway 是一个独立的服务，支持的信令协议很丰富，而且支持插件开发，易扩展，对于 Linux/C 背景的开发者是很不错的选择。Medooze 和 Mediasoup 都是流媒体服务器库，对于需要将流媒体服务器集成到自己产品中的开发者来说，应该选择它们。

性能特点：Licode、Meooze、Mediasoup、Janus-gateway 单台服务都可以支持 500 方参会人，所以它们的性能都还是不错的。相对来说，Licode 的性能与其他流媒体服务器相比要低一些；Medooze 由于没有使用 epoll 来处理异步 IO 事件，所以性能也受到一些影响。不过总的来说，它们在 500 方的容量下，视频质量都可以得到很好的保证，延迟在 100ms 左右。

 

学习笔记——摘录自《从0打造音视频直播系统》。并有一些自己的添加。