09 | 让我们揭开WebRTC建立连接的神秘面纱

李超



该思维导图由 AI 生成，仅供参考

在上一篇《08 | 有话好商量，论媒体协商》文章中，我向你介绍了 WebRTC 进行通信时，是如何进行媒体协商的，以及媒体协商的目的是什么。
在媒体协商过程中，如果双方能达成一致，也就是商量好了使用什么编解码器，确认了使用什么传输协议，那么接下来，WebRTC 就要建立连接，开始传输音视频数据了。
WebRTC 之间建立连接的过程是非常复杂的。之所以复杂，主要的原因在于它既要考虑传输的高效性，又要保证端与端之间的连通率。
换句话说，当同时存在多个有效连接时，它首先选择传输质量最好的线路，如能用内网连通就不用公网。另外，如果尝试了很多线路都连通不了，那么它还会使用服务端中继的方式让双方连通，总之，是“想尽办法，用尽手段”让双方连通。
对于传输的效率与连通率这一点，既是 WebRTC 的目标，也是 WebRTC 建立连接的基本策略。下面我们就来具体看一下 WebRTC 是如何达到这个目标的吧！
在 WebRTC 处理过程中的位置下面这张图清晰地表达了本文所讲的内容在整个 WebRTC 处理过程中的位置。
WebRTC 处理过程图
图中的红色部分——连接的创建、STUN/TURN 以及 NAT 穿越，就是我们本文要讲的主要内容。
连接建立的基本原则

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WebRTC建立连接的过程是一个复杂而精妙的技术挑战。文章深入浅出地解释了WebRTC建立连接的基本原则和技术细节，为读者提供了全面的了解。在媒体协商过程中，双方商定使用的编解码器和传输协议，然后WebRTC开始建立连接，确保传输的高效性和端与端之间的连通率。通过候选者的收集和连通性测试，WebRTC巧妙地解决了内网之间的连通性检测问题。文章还介绍了STUN协议和TURN协议，以及NAT打洞/P2P穿越和ICE的相关知识。WebRTC使用优先级的方法去建立连接，即局域网内的优先级最高，其次是NAT穿越，再次是通过中继服务器进行中转，巧妙地实现了“既要高效传输，又能保证连通率”这个目标。虽然WebRTC处理得很好，但仍有不够完美的地方，例如对于同一级别多个Candidate的情况，WebRTC无法从中选出哪个Candidate更优。整体而言，本文为读者提供了对WebRTC建立连接过程的深入理解，使其能够快速了解WebRTC技术特点和连接建立的复杂性。

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花果山の酸梅汤
srflx candidate是通过信令方式向STUN服务器发送binding request，通过该请求找到NAT映射后的地址（server视角）；prflx candidate用于链接检查，当A按照优先级向目标peer B发送binding request，B收到peer A的连通性成功时获得的地址（peer视角）。不知道是否是这样。
作者回复: 赞，很到位！
2019-08-05

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山石尹口
连通性检测时的超时设置比较重要，设置短了，会把可以连通的判断为不能连通，设置长了，就会在不能连通的配对上浪费时间
作者回复: 没错！
2019-08-03

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Benjamin
这篇总算把 STUN 和 TURN 差别搞清楚了理论上来说 relay 的 TURN 保证一定可以连接上，但是被中转了一次后，后续音视频 UDP 包效率会受到影响。
作者回复: 是的
2020-02-11

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Hengstar
李老师你好。非常喜欢你的课，讲解很详细。我正好工作中有遇到很多麻烦的问题。比如有很多人家里会安装Wifi的扩展器（extender）设备，这样在家里的时候这些人在不同的位置可能会自动连接到不同的wifi设备（可能是路由器或者是扩展器之间来回切换）。对于这种情况，我们移动端用WebRTC实现的app在通过Host local网络连接上以后，切换wifi的时候是不是会断开WebRTC连接呢？我们如何能够判断这种情况？有没有办法可以很好的实现这种无缝的重连呢？
作者回复: 当发生网络切换时，移动端自己是可以检测出网络变化的，之后你需要调用pc restart，然后用replace复用原来的通道，这样应该就可以达到无缝切换了
2021-02-08

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Geek_fc668a
老师，有个问题一直很不解，很希望获得您的解答：在一般的C/S架构中，服务器可以很轻松地获取客户端的ip地址，拿为什么不能由信令服务器获取一方的ip交给另一方发起连接，而需要STUN/TURN呢？
作者回复: stun 协议是专门定义的规范用于打洞的；你这是想自己再实现一套吗？
2020-12-01
2
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Geek_82d1fd
老师，我又几个问题 1. candidate是不是可以直接设置到SDP里面？ 2. 跟媒体服务器通信的时候为什么要发Stun包？
作者回复: 1. candidate一开始就是放在 SDP中的，后来因为连接效率的问题所以才被拿出来 2. 发 STUN 包是为了 P2P 打洞
2020-04-11
4
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刘丹
请问ICE是哪3个英文单词的缩写？是Internet Communication Engine吗？能否创建一个术语表章节？
作者回复: Interactive Connectivity Establishment (ICE) ，可以参考 https://tools.ietf.org/html/rfc5245
2019-08-04
3
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piboye
老师，我一直纳闷 turn 服务器为什么一定要分配 relay port 出来，这样分配后服务器很难部署了。不分配端口也是可以做转发啊？
作者回复: 为什么难以部署呢？不分配端口通信双方如何通信呢？
2021-03-03
2
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SherwinFeng
prflx和srflx都是为了获取内网主机IP映射的公网IP，只是srflx是通过STUN协议，prflx是直接向目的主机发起连接并请求响应的方式。
作者回复: 是的。对于 prflx 来说，它也用的 STUN协议！
2019-11-23
2
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Jason
是不是这样的？srflx：内网地址被NAT映射后的地址，对称型 NAT 与对称型 NAT 、对称型 NAT 与端口限制型 NAT是无法进行 P2P 穿越的；prflx：TUN Server上为客户端分配的中继地址，与各种NAT类型地址都可以进行P2P连接；
作者回复: 在进行NAT穿越时，如果可以进行穿越，则它向对端发送 binding request请求，binding response就会带回 prflx 类型的 IP 地址和端口，它们就形成了 prflx类型的 candidate。如果NAT穿越不过去，就要走 STUN服务，此时就会获 srflx 类型的 candidate
2019-08-05

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