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WebRTC实现网页版多人视频聊天室
因为产品中要加入网页中网络会议的功能，这几天都在倒腾 WebRTC，现在分享下工作成果。
话说 WebRTC
Real Time Communication 简称 RTC，是谷歌若干年前收购的一项技术，后来把这项技术应用到浏览器中并开源出来，而且搞了一套标准提交给W3C，称为WebRTC，官方地址是：http://www.webrtc.org/。WebRTC要求浏览器内置实时传输音视频的功能，并提供一致的API供JS使用。目前实现这套标准的浏览器有：Chrome、FireFox、Opera。微软虽然也在对WebRTC标准的制定做贡献，但仍然没有在任何版本的IE中支持WebRTC，所以，对于IE浏览器，不得不安装Chrome Frame插件来支持WebRTC；对于Safari浏览器，可以使用WebRtc4all这个插件，地址是：https://code.google.com/p/webrtc4all/。
WebRTC基础
- MediaStream 用于获取本地的 音视频流。不同的浏览器名称不一样，但参数一样，谷歌和Opera是navigator.webkitGetUserMedia，火狐是 navigator.mozGetUserMedia。
- RTCPeerConnection：和 getUserMedia 一样 谷歌和火狐分别会有webkit、moz前缀。这个对象主要用于两个浏览器之间建立连接以及传输音视频流。
- RTCDataChannel 用于两个浏览器之间传输自定义的数据，用这个对象可以实现互发消息，而不用经过服务端的中转。
WebRTC的实现是建立浏览器之间的直接连接，而不需要其他服务器的中转，即P2P，这就要求彼此之间需要知道对方的外网地址。但大多数计算机都位于NAT之后，只有少部分主机拥有外网地址，这就要求一种方式可以穿透NAT，STUN和TURN就是这样的技术。对于STUN和TURN的详细介绍，可以查看这里（http://www.h3c.com.cn/MiniSite/Technology_Circle/Net_Reptile/The_Five/Home/Catalog/201206/747038_97665_0.htm）。
WebRTC会使用默认的或程序指定的SUTN服务器，获取指向当前主机的外网地址和端口。谷歌浏览器默认的是谷歌域名下的一个STUN，国内可能不大稳定，于是我找到了这个 stunserver.org/ ，连接速度比较快，据说当年飞信就是使用的这个，应该比较可靠。如果信不过第三方的STUN服务，也可以自己搭建一台，搭建过程也挺简单。
P2P的建立过程需要依赖服务端中转外网IP及端口、音视频设备配置信息，所以服务端需要使用可以双工通讯的手段，比如WebSocket，来实现信令的中转，称之为信令服务器。
WebRTC会话的建立详解
会话的建立主要有两个过程：网络信息的交换、音视频设备信息的交换。以下以 lilei 要和 Lucy 开视频为例描述这两个过程。
网络信息的交换：
1，lilei首先创建了一个RTCPeerConnection对象，这个对象会自动的去向STUN服务器询问自己的外网IP和端口。然后lilei把自己的网络信息经过信令服务器中转后，发送给lucy。
2，lucy接收到lilei的网络信息之后，也创建了一个RTCPeerConnection对象，并把lilei发过来的信息通过addIceCandidate添加到对象中。
3，lucy把自己的网络信息经过信令服务器的中转后，发送给lilei。
4，lilei接收到信息后，通过RTCPeerConnection对象的addIceCandidate方法保存lucy的网络信息。
音视频设备信息的交换：
1，lilei通过RTCPeerConnection对象的createOffer方法，获取本地的音视频编码分辨率等信息，通过setLocalDescription添加到RTCPeerConnection中，并把这些信息经过信令服务器中转后发送给lucy。
2，lucy接收到lilei发过来的信息后，使用RTCPeerConnection对象的setRemoteDescription方法保存。然后通过createAnswer方法获取自己的音视频信息并以同样的手段发送给lilei。
3，lilei接收到lucy的信 息，调用setRemoteDescription方法保存。
以上两个过程可以是并发的，并无先后顺序，但必须得等到两个过程都完成后，P2P的连接才真正的建立。一旦连接建立，lilei和lucy就可以直接发送音视频流，而不需要中转。WebRTC在获取本地网络信息的时候，会先尝试STUN，如果失败，则会使用TURN。
WebRTC + Asp.net Web API 实现视频聊天室
首先使用WebSocket实现信令服务器部分，在此需要用到微软开发的用于实现WebSocket的dll (http://www.nuget.org/packages/Microsoft.WebSockets/)，以及Json.net。
public class Session : WebSocketHandler { private static WebSocketCollection sessions = new WebSocketCollection(); public String UserId { get; set; } public override void OnOpen() { this.UserId = Guid.NewGuid().ToString("N"); var message = new { type = SignalMessageType.Conect, userId = this.UserId }; sessions.Broadcast(Json.Encode(message)); sessions.Add(this); } public override void OnMessage(string msg) { var obj = Json.Decode(msg); var messageType = (SignalMessageType)obj.type; switch (messageType) { case SignalMessageType.Offer: case SignalMessageType.Answer: case SignalMessageType.IceCandidate: var session = sessions.Cast<Session>().FirstOrDefault(n => n.UserId == obj.userId); var message = new { type = messageType, userId = this.UserId, description = obj.description }; session.Send(Json.Encode(message)); break; } } } public enum SignalMessageType { Conect, DisConnect, Offer, Answer, IceCandidate }
WebAPI控制器需要引用命名空间“Microsoft.Web.WebSockets;”代码如下：
public class SignalServerController : ApiController { [HttpGet] public HttpResponseMessage Connect() { var session = new WebRTCDemo.Session(); HttpContext.Current.AcceptWebSocketRequest(session); return new HttpResponseMessage(HttpStatusCode.SwitchingProtocols); } }
var RtcConnect = function (_userId, _webSocketHelper) { var config = { iceServers: [{ url: ‘stun:stunserver.org‘ }] }; var peerConnection = null; var userId = _userId; var webSocketHelper = _webSocketHelper; var createVideo = function (stream) { var src =http://www.mamicode.com/ window.webkitURL.createObjectURL(stream); var video = $("<video />").attr("src", src); var container = $("<div />").addClass("videoContainer").append(video).appendTo($("body")); video[0].play(); return container; }; var init = function () { window.RTCPeerConnection = window.RTCPeerConnection || window.webkitRTCPeerConnection || window.mozRTCPeerConnection; peerConnection = window.RTCPeerConnection(config); peerConnection.addEventListener(‘addstream‘, function (event) { createVideo(event.stream); }); peerConnection.addEventListener(‘icecandidate‘, function (event) { var description = JSON.stringify(event.candidate); var message = JSON.stringify({ type: 4, userId: userId, description: description }); webSocketHelper.send(message); }); navigator.getMedia = navigator.getUserMedia || navigator.webkitGetUserMedia || navigator.mozGetUserMedia; var localStream = navigator.getMedia({ video: true, audio: true }, getUserMediaSuccess, getUserMediaFail); peerConnection.addStream(localStream); }; this.connect = function () { peerConnection.createOffer(function (offer) { peerConnection.setLocalDescription(offer); var description = JSON.stringify(offer); var message = JSON.stringify({ type: 2, userId: userId, description: description }); webSocketHelper.send(message); }); }; this.acceptOffer = function (offer) { peerConnection.setRemoteDescription(new RTCSessionDescription(offer)); peerConnection.createAnswer(function (answer) { peerConnection.setLocalDescription(answer); var description = JSON.stringify(answer); var message = JSON.stringify({ type: 3, userId: userId, description: description }); webSocketHelper.send(message); }); }; this.acceptAnswer = function (answer) { peerConnection.setRemoteDescription(new RTCSessionDescription(answer)); }; this.addIceCandidate = function (candidate) { peerConnection.addIceCandidate(new RTCIceCandidate(candidate)); }; init(); }; var WebSocketHelper = function (callback) { var ws = null; var url = "ws://" + document.location.host + "/api/Signal/Connect"; var init = function () { ws = new WebSocket(url); ws.onmessage = onmessage; ws.onerror = one rror; ws.onopen = onopen; }; var onmessage = function (message) { callback(JSON.parse(message.data)); }; this.send = function (data) { ws.send(data); }; init();}; $(function() { var rtcConnects = {}; var webSocketHelper = new WebSocketHelper(function (message) { var rtcConnect = getOrCreateRtcConnect(message.userId); switch (message.type) { case 0: //Conect rtcConnect.connect(); break; case 2: //Offer rtcConnect.acceptOffer(JSON.parse(message.description)); break; case 3: //Answer rtcConnect.acceptAnswer(JSON.parse(message.description)); break; case 4: //IceCandidate rtcConnect.addIceCandidate(JSON.parse(message.description)); break; default: break; } }); var init = function() { navigator.getMedia = navigator.getUserMedia || navigator.webkitGetUserMedia || navigator.mozGetUserMedia; var stream = navigator.getMedia({ video: true, audio: true }, function() { var src =http://www.mamicode.com/ window.webkitURL.createObjectURL(stream); var video = $("<video />").attr("src", src); $("<div />").addClass("videoContainer").append(video).appendTo($("body")); video[0].play(); }, function (error) { console.error(error); }); }; var getOrCreateRtcConnect = function (userId) { var rtcConnect = rtcConnects[userId]; if (typeof (rtcConnect) == ‘undefined‘) { rtcConnect = new rtcConnect(userId, webSocketHelper); rtcConnects[userId] = rtcConnect; } return rtcConnect; }; init();});
<html><head> <style> .videoContainer { float: left; padding: 10px 0 10px 10px; width: 210px; margin: 5px; } .videoContainer > video { width: 200px; height: 150px; margin-top: 5px; } </style></head><body></body></html>
其他
如果想部署自己专用的STUN服务器，这里（http://www.stunprotocol.org/）有STUN服务器的完整开源实现，原生是运行在Linux上的，但也提供了cgwin下编译的windwos版本。如何编译、运行等在它的github主页上说的比较清楚：https://github.com/jselbie/stunserver。
如果觉得自己写那一坨js比较繁琐，这里（http://www.rtcmulticonnection.org/）有一个封装库，简单了解了一下，功能挺强大的。