WebRTC 实现Android点到点互连(含Demo)

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#背景简介
WebRTC被誉为是web长期开源开发的一个新启元,是近年来web开发的最重要创新。WebRTC允许Web开发者在其web应用中添加视频聊天或者点对点数据传输,不需要复杂的代码或者昂贵的配置。目前支持Chrome、Firefox和Opera,后续会支持更多的浏览器,它有能力达到数十亿的设备。

然而,WebRTC一直被误解为仅适合于浏览器。事实上,WebRTC最重要的一个特征是允许本地和web应用间的互操作,很少有人使用到这个特性。

所以自然Android应用也可以植入WebRTC。好处是什么?简单来说就是你可以用很简洁的代码,在手机上实现点对点的视频聊天或者数据传输,点对点!点对点!点对点!重要的事情说三遍。

#项目准备
信令服务器代码:github.com/matthewYang…

  • 安装Node.js
  • 进入项目根目录,命令行:npm install
  • 命令行:node app.js
  • 打开浏览器输入127.0.0.1:3000,见到WebRtcServer标题,服务器ready

客户端代码:github.com/matthewYang…

  • 下载后直接AndroidStudio打开
  • WebRtcClient.java类中的mSocketAddress变量改成你服务器的ip端口3000
  • 安装后启动App,如果服务器log显示-- xxxxx joined --证明客户端已连上服务器
  • 至少两个客户端连接到服务器之后,其中一端点击init开始连接

如果你已经成功跑通了Demo,那么恭喜你已经成功了一半,接下来我们分析下实现流程。

#实现流程

##一、添加WebRTC库依赖
compile 'org.webrtc:google-webrtc:1.0.+'

##二、初始化核心类PeerConnectionFactory
PeerConnectionFactory.initialize(PeerConnectionFactory
.InitializationOptions
.builder(this)
.createInitializationOptions());

##三、创建PeerConnection对象
peerConnection = factory.createPeerConnection(
iceServers, //ICE服务器列表
constraints, //MediaConstraints
this); //Context

##四、建立P2P连接通道
WebRTC是基于P2P的,但在端与端之间的连接通道还没建立起来之前,我们需要通过一个信令服务器为端与端之间传递信令建立通道。信令服务器要做的东西很简单,就是将一端的信息透传给另一端,步骤如下(以Demo为例):我们启动A端与B端,通过SocketIO连接到信令服务器,我们以A作为发送端,B为响应端。

###信令交换

  1. A向服务器发出init请求
  2. 服务器将A的init请求转发给连接上服务器的其他端
  3. B收到init请求后,调用peerConnection.createOffer()方法创建一个包含SDP的offer信令
  4. offer信令创建成功后会调用SdpObserver监听中的onCreateSuccess()响应函数,在此处B通过peerConnection.setLocalDescription()方法将SDP赋予自己的PeerConnection对象,同时将offer信令发送给服务器
  5. 服务器将offer信令转发给A端
  6. A收到offer信令后,调用peerConnection.setRemoteDescription()方法将B发过来的SDP赋予自己的PeerConnection对象,并调用peerConnection.createAnswer()方法创建一个answer信令
  7. answer信令创建成功后同样会调用SdpObserver监听中的onCreateSuccess()响应函数,在此处A同样通过peerConnection.setLocalDescription方法将SDP赋予自己的PeerConnection对象,同时将answer信令发送给服务器
  8. 服务器将answer信令转发给B端
  9. B收到A的answer信令后,利用peerConnection.setRemoteDescription()方法将A发过来的SDP赋予自己的PeerConnection对象
    ###设置Candidate
  10. PeerConnection.Observer监听会调用onIceCandidate()响应函数并提供IceCandidate对象。然后将IceCandidate对象组成candidate信令发送给服务器
  11. 服务器将candidate信令转发给连接上服务器的其他端
  12. 收到candidate信令后调用peerConnection.addIceCandidate()IceCandidate赋予自己的PeerConnection对象

至此Peer-to-Peer的连接已经建立起来了

##五、使用DataChannel收发信息

  1. 初始化DataChannel对象

        /*
        DataChannel.Init 可配参数说明:
        ordered:是否保证顺序传输;
        maxRetransmitTimeMs:重传允许的最长时间;
        maxRetransmits:重传允许的最大次数;
         */
        DataChannel.Init init = new DataChannel.Init();
        dataChannel = peerConnection.createDataChannel("dataChannel", init);复制代码
  2. onDataChannel()回调中注册消息回调

        dataChannel.registerObserver(this);复制代码
  3. 发送消息

        byte[] msg = message.getBytes();
        DataChannel.Buffer buffer = new DataChannel.Buffer(
                ByteBuffer.wrap(msg),
                false);
        dataChannel.send(buffer);复制代码
  4. onMessage()回调收消息

        ByteBuffer data = buffer.data;
        byte[] bytes = new byte[data.capacity()];
        data.get(bytes);
        String msg = new String(bytes);复制代码

    ##六、关于ICE服务
    ######(以下内容引用自blog.csdn.net/youmingyu/a…
    如果在局域网内,信令交换后就已经可以传递媒体流了,但如果双方不在同一个局域网,就需要进行NAT/防火墙穿透(我是在局域网下测试的,没有穿透,但还是把这方面内容介绍下)。

WebRTC使用ICE框架来保证穿透。ICE全名叫交互式连接建立(Interactive Connectivity Establishment),一种综合性的NAT/FW穿越技术,它是一种框架,可以整合各种NAT/FW穿越技术如STUN、TURN(Traversal Using Relay NAT 中继NAT实现的穿透)。ICE会先使用STUN,尝试建立一个基于UDP的连接,如果失败了,就会去TCP(先尝试HTTP,然后尝试HTTPS),如果依旧失败ICE就会使用一个中继的TURN服务器。使用STUN服务器穿透的结构如下:

image.png
image.png

我们可以使用Google的stun服务器:stun:stun.l.google.com:19302(Google嘛,翻墙你懂得,当然如果有精力可以自己搭建一个stun服务器),那么我们怎么把这个地址告诉WebRTC呢,还记得之前的iceServers吗,就是在创建PeerConnection对象的时候需要的参数,iceServers里面存放的就是进行穿透地址变换的服务器地址,添加方法如下(保险起见可以多添加几个服务器地址,如果有的话):

        iceServers.add(new PeerConnection.IceServer("stun:stun.l.google.com:19302"));复制代码

#参考
官网
Android之WebRTC介绍
WebRTC的Android2Android实现
NAT- STUN和TURN简介

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