WebRTC系列-WebRTC基础(四)连接建立时序图及运行机制

文章目录

  • 1. 连接建立时序图
  • 2. 运行机制及主要接口类
    • 2.1 概念介绍
    • 2.2 几个重要类
    • 2.3 PeerConnection调用过程
    • 2.3 PeerConnection调用时序图

1. 连接建立时序图

WebRTC消息的交互是交个应用自己去实现,主要是完成媒体协商和ICE穿透功能,这两个只是点会在接下来的章节里介绍;先看下WebRTC的建立连接时序图:
WebRTC系列-WebRTC基础(四)连接建立时序图及运行机制_第1张图片

上图中按照颜色不同,WebRTC的连接建立主要分为三大部分,stun/turn服务(绿色)、信令服务(黄色)、各个客户端(蓝色);接下来分析这三部分是如何完成WebRTC连接的建立过程:

  1. WebRTC中不提供信令服务,需要客户端自己实现信令服务可以是https的服务,也可以是socketio或websocket等信令服务;客户端A和B在服务端启动后连接上信令服务,为后续媒体协商做好消息发送准备;
  2. client A作为offer(发起方)先调用WebRTC提供的API创建一个peer对象,然后将准备好的媒体stream(同时要调用peerFactor创建音视频的track,将音频track和视频track添加到stream中)加入到peer中,这时候client Ad的媒体已经准备好了;
  3. 这时候调用peerconnection的offer方法后,会生成sdp通过回调返回到应用;
  4. 拿到offer SDP后client A 通过信令服务转发给client B,同样的client B应该再收到sdp调用peer的setRemote前将本地的stream加入到peer中,然后调用CreateAnswer方法
  5. 然后通过peer的回调就可以拿到answer SDP,通过信令服务发送给client A;
  6. 补充流程:在上述流程中candidate的生成是在client A和client B 调用setLocal后就开始持续手机candidate了,这里客户端一般需要换存等到setRemote后再发送给对方或自己在调用setRemote后再加入对方的candidate
  7. 这时候peerConnection会给客户端通过回调接把local candidate以及stun服务返回的reflex和relay的candidate按照顺序返回给客户端,这时候client A和client B就可以通过信令服务交换ICE信息,同时尝试打洞及连接过程;
  8. 当连接完成后,peerCOnnection就会通过回调告知ice的状态,当成功后同时也会回调一个对方媒体数据的消息onAddStream;
    经过上述基本WebRTC的连接就可以建立,双方就可以开始通话,当有网络变化时候,可以通过持续的candidate收集,双方交换后重新开始尝试建立连接,或者客户端主动调用restartICE方法。

2. 运行机制及主要接口类

2.1 概念介绍

在开始之前先介绍两个概念:流(mediaStream)与轨(track),

  • track:像一路视频一路音频都是单独的轨分别叫音轨和视频轨;两路视频之间也是两路轨,是不相交的;
  • mediaStream:借鉴传统的媒体流的概念,一路流里面包含视频轨、音频轨、字幕轨等;
    track和mediaStream主要是一个层级关系,在媒体流里一般都包含一个或多个轨;

2.2 几个重要类

WebRTC在面向应用层的接口提供了几个重要的类,如图:
WebRTC系列-WebRTC基础(四)连接建立时序图及运行机制_第2张图片

  • MediaStream 也就是媒体流,WebRTC将其封成一个单独的类;
  • RTCPeerConnection WebRTC中最重要的类,这个类是大而全的类,包含了WebRTC的大部分对外接口的功能,对应用来说就很方便;在应用层只要创建一个链接,然后将mediaStream添加的peer中,用户不用去管传输、链接建立,编解码等都在内部执行;
  • RTCDataChannel 通过peerconnection创建,主要用于发送二进制数据;

2.3 PeerConnection调用过程

WebRTC官网也提供了一个简单介绍如图:
WebRTC系列-WebRTC基础(四)连接建立时序图及运行机制_第3张图片
最上面的stream也就是上节介绍过的一个MediaStream中会包含多个track,而每一个音频或者视频都是单独的一个轨;接下来就是PeerConnection类的调用过程,按照从左到右按照箭头走向介绍:

  • PeerConnectionFactoryInterface 在这个类中会创建两个关键线程work Thread和signaling Thread 以及同时会创建PortAllocator(端口分配,源码分析会讲到);
  • 同时PeerConnectionFactoryInterface世界也是一个链接工厂,通过调用其提供的接口CreateLocalVideo/AudioTrack就能创建出视频、音频的Track(是LocalVideo/AduioTrackInterface接口类型的),通过CreateLocalMediaStream方法可以创建LocalMediaStreamInterface接口类性的媒体流,然后通过CreatePeerConnection方法可以创建出PeerConnectionInterface接口类型的PeerConnection;
  • 其中LocalVideo/AduioTrackInterface通过mediaStream的AddTrack方法将音频视频轨添加的LocalMediaStreamInterface接口类中;LocalMediaStreamInterface又通过PeerConnection的AddStream方法将轨道流添加到每一个PeerConnectionInterface中,
  • WebRTC中的状态等事件通过PeerConnectionInterface的PeerConnectionObserve回调(Callback)给应用.

2.3 PeerConnection调用时序图

上述介绍的几个类的调用时序图(官方的时序图),这几个图其实也就是对开篇综合图的一个详细的分解,当然也最主要是包含了几个关键类的调用关系及调用顺序:

  1. 呼叫方(offer)的时序图:
    WebRTC系列-WebRTC基础(四)连接建立时序图及运行机制_第4张图片
  • 应用应该调用方法生成PeerConnectionFactory对象(且全局有且只有一个);
  • 通过这个factory创建peerConnection的实例;
  • 依次调用对应的方法创建mediaStream、audioTrack和videoTrack的对象,然后将audioTrack和videoTrack加入到mediaStream中;
  • 将创建好的stream加入到peerConnection中,接着调用peerConnect的offer方法提交这个媒体改变;
  • 时候PeerConnection通过应用监听的回调告诉应用有流更新或改变,同时也会回调offer的sdp数据给application;
  • 应用拿到这个sdp(offer)发送给远端;
  • 远端收到后生成answer发送给application,然后调用setRemote告诉PeerConnection;
  • 当双方都准备完成就开始尝试连接;
  • 媒体一旦连接成功,就会通过peerConnection的回调告诉应用;
  1. 接收方(answer)的时序图:
    WebRTC系列-WebRTC基础(四)连接建立时序图及运行机制_第5张图片
    与offer端想法的是Application先会收到远端的sdp消息,然后进入流程;\
  • 调用对应的方法创建唯一的PeerConnectionFactory;
  • 然后调用CreatePeerConnection方法创建PeerConnection对象;
  • 接着调用peer对象的(先调用peer的setRemote提交远端的sdp)answer方法提交,
  • PeerConnection会通过回调告诉Application添加了一个媒体流(能获取到peer 在底层生成的远端的多个媒体的track),
  • 然后依次调用对应的方法创建mediaStream、audioTrack和videoTrack的对象,然后将audioTrack和videoTrack加入到mediaStream中,然后提交个peerConnetion ;(注:这里删除的原因是,实际上在创建peer的时候就应该加入了,在下一篇讲接口使用的时候会介绍);
  • 调用peer的answer方法会通过回调返回anser SDP ,Application将这个sdp通过信令发送给远端;
  • 当双方都准备完成就开始尝试连接,连接建立完成就可以进行通话互动;
  1. 结束通话的时序图:
    WebRTC系列-WebRTC基础(四)连接建立时序图及运行机制_第6张图片
    任何一端的Application通过调用PeerConnection的close方法断开连接的同时,WebRTC会通过PeerCOnnection的回调方法告诉应用当前的关闭状态以及媒体流移除等通知;同时也会告知对方关闭消息,当双方关闭后结束通话(后续的四个箭头步骤,在WebRTC底层实现),最终的关闭会推送close状态;

到这里,WebRTC的信令时序图集运行的机制这里介绍完毕;
下一篇,介绍这些接口类在iOS端的使用及类关系;

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