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v4_CN_WebRTC

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Winlin edited this page Oct 11, 2021 · 51 revisions

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WebRTC

Note: 如果觉得Github的Wiki访问太慢，可以访问 Gitee 镜像。

WebRTC是通信的能力，从技术上看是两个或多个客户端，让用户具备互动的能力。 人对于延迟的感知是400ms，也就是一般的对话能顺利进行，这是RTC的核心指标。 由于端和端之间有关联，导致系统复杂度比直播高了多个数量级，这是很多问题的根源。

SRS是在2020年支持的WebRTC协议，研发的详细过程请参考#307。 直播和RTC的协议或能力，是SRS的核心能力，新的音视频开发者，将不会区分直播和RTC，因为都是互联网视频能力。

SRS对直播和RTC这两种能力的抽象，是流(Stream)，一个流会有多个消费者(Consumer)，流之间没有关联。 基于流，我们构造了各种业务的能力，比如集群、录制、转码、转发。 基于这些业务能力，我们提供了各种场景下的DEMO，比如低延迟直播、一对一通话、多人通话、连麦等等。

开源最强大的是开放，因为开放所以和每个开发者有关系。 开源最大的问题是没有SLA，只能提供DEMO不能提供服务，也不能及时给予开发者支持。 和开源结合的云服务，弥补了开源的短板，SRS的开源方案，会和云服务对接，利用云服务的能力补充开源没有SLA的短板。

对于RTC，SRS提供两个关键的能力：

  • 开源的全链路能力、方案和DEMO，能快速搭建和了解RTC系统。
  • 无缝（尽量）对接云服务，平滑（尽量）迁移到云，保障业务的发展。

Config

RTC的配置很多，详细配置参考full.conf，如下：

rtc_server {
    enabled on;
    listen 8000;
    candidate $CANDIDATE;
}

vhost rtc.vhost.srs.com {
    rtc {
        enabled on;
        aac discard;
        nack on;
        twcc on;
    }
}

第一部分，rtc_server是全局的RTC服务器的配置，部分关键配置包括：

  • enabled：是否开启RTC服务器，默认是off。
  • listen：侦听的RTC端口，注意是UDP协议。
  • candidate：服务器提供服务的IP地址，由于RTC的特殊性，必须配置这个地址。
  • ecdsa：服务器自动生成的证书种类，ECDSA或RSA，是否用ECDSA。

第二部分，每个vhost中的RTC配置，部分关键配置包括：

  • rtc.enabled：是否开启RTC能力，默认是off。
  • rtc.aac：RTMP转RTC时，如何处理aac。discard丢弃（无声音），transcode转码为opus。
  • rtc.stun_timeout：会话超时时间，单位秒。
  • rtc.nack：是否开启NACK的支持，即丢包重传，默认on。
  • rtc.twcc：是否开启TWCC的支持，即拥塞控制的反馈机制，默认on。
  • rtc.dtls_role：DTLS角色，active就是DTLS Client(主动发起)，passive是DTLS Server(被动接受)。

Config: Candidate

由于candidate特别、特别、特别的重要，大概有1/3的朋友的问题都是这个配置不对。 只要candidate配置不对，一定会出问题，没有其他可能，是一定会出问题。

其实，candidate就是服务器的候选地址，客户端可以连接的地址ip:port，在SDP交换中， 就有个candidate的信息，比如服务器回的answer可能是这样：

type: answer, sdp: v=0
a=candidate:0 1 udp 2130706431 192.168.3.6 8000 typ host generation 0

上面SDP中的192.168.3.6 8000，就是candidate listen这两个配置，即服务器的IP和端口。 既然是服务器的IP，那么目前有几种方式可以配置：

  • 直接配置成固定的IP，比如：candidate 192.168.3.6;
  • 用命令ifconfig获取本机的内网IP，通过环境变量传递给SRS，比如：candidate $CANDIDATE;
  • 自动获取，先读取环境变量，然后获取本机网卡的IP，比如：candidate *;
  • 在url中通过?eip=x指定，比如：webrtc://192.168.3.6/live/livestream?eip=192.168.3.6

目前还未实现的方式：

  • 自动获取网卡的配置，需要配置过滤条件，有可能有IPv6地址，或者多个网卡。比如：candidate eth0; ip_family ipv4;
  • 配置成域名，SRS解析域名获取IP地址，因为有些终端可能不支持域名只支持IP。比如：candidate ossrs.net;
  • 配置多个IP、域名、网卡。比如：candidate eth0 192.168.3.6 ossrs.net;

简单来说，如果在SRS运行的服务器上，运行ifconfig获取的IP地址，是客户端访问不了的地址， 就必须通过配置candidate，指定一个客户端能访问的地址。

通过ifconfig获取本机IP：

# For macOS
ifconfig en0 inet| grep 'inet '|awk '{print $2}'

# For CentOS
ifconfig eth0|grep 'inet '|awk '{print $2}'

设置环境变量，然后启动SRS：

# For macOS
env CANDIDATE=$(ifconfig en0 inet| grep 'inet '|awk '{print $2}') \
./objs/srs -c conf/rtc.conf

Note：这里以macOS为例，CentOS可以参考上面获取IP的方法。

用Docker方式运行SRS，设置环境变量的方法：

docker run --rm --env CANDIDATE=$(ifconfig en0 inet| grep 'inet '|awk '{print $2}') \
  -p 1935:1935 -p 8080:8080 -p 1985:1985 -p 8000:8000/udp \
  registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/ossrs/srs:4 \
  objs/srs -c conf/rtc.conf

Note：Docker的详细用法参考srs-docker， 镜像地址和可用的版本参考这里或这里。

Stream URL

直播和WebRTC的基本概念都是流(Stream)，流的URL定义有很高的概念一致性， 参考下面SRS的几个演示流：

在线演示，WebRTC推流，WebRTC播放：

Remark: 可能会比较卡，因为服务器支持3个并发观看。

Remark: 由于Flash已经被禁用，RTMP流无法在Chrome播放，请使用VLC播放。

本机启动SRS(参考usage)，开启直播和RTC，对应的流地址是：

SRS的URL定义，遵守的是HTTP的URL定义，不同的流的schema不同，比如RTC的是webrtc。

RTMP to RTC

WebRTC可以作为直播的一个播放器，播放直播流，延迟比RTMP还要低，更能抗网络抖动。

本机启动SRS(参考usage)，以macOS为例：

docker run --rm --env CANDIDATE=$(ifconfig en0 inet| grep 'inet '|awk '{print $2}') \
  -p 1935:1935 -p 8080:8080 -p 1985:1985 -p 8000:8000/udp \
  registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/ossrs/srs:4 \
  objs/srs -c conf/rtc.conf

Remark: SRS 4.0.14+支持RTMP推流，WebRTC播放。

相关的配置说明：

  • rtc.bframe：是否保留B帧，RTMP流中一般会有B帧，而RTC没有，默认丢弃B帧。
  • rtc.aac：如何处理AAC音频包，默认丢弃（无声音）。若转码成Opus（一路流消耗2%左右CPU）。
  • min_latency：如果开启了RTC，这个配置的默认值也是on，而RTMP这个的默认值是off。
  • play.mw_latency：如果开启了RTC，这个配置的默认值是0。
  • play.mw_msgs：如果开启RTC，min_latency开启默认为0，否则默认为1，比直播的默认值要小。

使用RTMP推流到本机：

docker run --rm --network=host ossrs/srs:encoder ffmpeg -re -i ./doc/source.flv \
  -c copy -f flv -y rtmp://localhost/live/livestream

可播放的流地址：

Remark: 默认静音(H5自动播放要求的)，可以点右下角小喇叭开启声音。

RTC to RTC

WebRTC本身是可以推流和拉流的，全链路延迟都很低。

本机启动SRS(参考usage)，以macOS为例：

docker run --rm --env CANDIDATE=$(ifconfig en0 inet| grep 'inet '|awk '{print $2}') \
  -p 1935:1935 -p 8080:8080 -p 1985:1985 -p 8000:8000/udp \
  registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/ossrs/srs:4 \
  objs/srs -c conf/rtmp2rtc.conf

Remark: SRS 4.0.76+支持WebRTC推流，WebRTC播放。

演示，WebRTC推流和播放，链接：

Remark: 推流时，必须是HTTPS页面，当然本机localhost没这个限制。

RTC to RTMP

WebRTC推流，可以转成RTMP流播放，SRS只会对音频转码（Opus转AAC），因此要求视频是H.264编码。

本机启动SRS(参考usage)，以macOS为例：

docker run --rm --env CANDIDATE=$(ifconfig en0 inet| grep 'inet '|awk '{print $2}') \
  -p 1935:1935 -p 8080:8080 -p 1985:1985 -p 8000:8000/udp \
  registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/ossrs/srs:4 \
  objs/srs -c conf/rtc2rtmp.conf

Remark: SRS 4.0.95+支持WebRTC推流，RTMP/HTTP-FLV播放，参考#2303。

相关的配置说明：

  • rtc.rtc_to_rtmp：是否开启RTC转RTMP，只会对音频转码（Opus转AAC），视频（H.264）不转码，默认off。
  • rtc.pli_for_rtmp：请求关键帧的间隔，单位秒，RTC没有固定GOP，而RTMP一般需要，默认6.0。

演示，WebRTC推流和播放，链接：

SFU: One to One

SRS早就具备了SFU的能力，比如一对一通话、多人通话、直播连麦等等。在沟通中，一对一是常用而且典型的场景， 让我们一起来看看如何用SRS做直播和RTC一体化的一对一通话。

下面以Docker中运行DEMO为例子，若希望从代码编译，请参考这里。

本机启动SRS(参考usage)，以macOS为例：

docker run --rm --env CANDIDATE=$(ifconfig en0 inet| grep 'inet '|awk '{print $2}') \
  -p 1935:1935 -p 8080:8080 -p 1985:1985 -p 8000:8000/udp \
  registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/ossrs/srs:4 \
  objs/srs -c conf/rtc.conf

Note: More images and version is here.

本机启动信令(参考usage)，例如：

docker run --rm -p 1989:1989 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/ossrs/signaling:v1.0.5

Note: More images and version is here.

启动httpx-static，转换HTTPS和WSS协议：

CANDIDATE=$(ifconfig en0 inet| grep 'inet '|awk '{print $2}') &&
docker run --rm -p 80:80 -p 443:443 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/ossrs/httpx:v1.0.2 \
    ./bin/httpx-static -http 80 -https 443 -ssk ./etc/server.key -ssc ./etc/server.crt \
          -proxy http://$CANDIDATE:1989/sig -proxy http://$CANDIDATE:1985/rtc \
          -proxy http://$CANDIDATE:8080/

本机(localhost)可以直接打开http://localhost/demos/one2one.html?autostart=true。

若非本机，则可以打开https://192.168.3.6/demos/one2one.html?autostart=true。

注意：自签名证书，在空白处输入thisisunsafe（注意没空格）。

Room to Live

上面我们介绍了一对一通话，如果能将这个通话合成一个流，叠加视频和混音， 转成RTMP流推送到直播，这就是连麦了。

Note: 多人通话也是可以转直播的，原理一样，只是多人通话的流更多。

注意请开启RTC转RTMP，我们合并的是RTMP流，以macOS为例：

docker run --rm --env CANDIDATE=$(ifconfig en0 inet| grep 'inet '|awk '{print $2}') \
  -p 1935:1935 -p 8080:8080 -p 1985:1985 -p 8000:8000/udp \
  registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/ossrs/srs:4 \
  objs/srs -c conf/rtc2rtmp.conf

Note: More images and version is here.

Note: 请参考一对一通话启动Signaling和httpx-static。

视频合流非常非常消耗CPU，而且有很多种方式：

  • SRS+FFmpeg，SRS将WebRTC流转RTMP，FFmpeg将多路RTMP合流。优势：延迟小，音质好；缺点是命令行难度高。
  • SRS+OBS，方案和SRS+FFmpeg一样，不过用OBS来实现合流。优势：图形化界面更友好，音质好；缺点是延迟大有不同步风险较大。
  • OBS抓浏览器，OBS直接捕获浏览器窗口和电脑的音频。优势：可见即所得，依赖少；缺点是音质不如前面的方案。

SRS+FFmpeg方案，我们在一对一通话的DEMO中，给出了使用FFmpeg合流的命令，比如：

ffmpeg -f flv -i rtmp://192.168.3.6/live/alice -f flv -i rtmp://192.168.3.6/live/314d0336 \
     -filter_complex "[1:v]scale=w=96:h=72[ckout];[0:v][ckout]overlay=x=W-w-10:y=H-h-10[out]" -map "[out]" \
     -c:v libx264 -profile:v high -preset medium \
     -filter_complex amix -c:a aac \
     -f flv -y rtmp://192.168.3.6/live/merge

输入：

  • rtmp://192.168.3.6/live/alice
  • rtmp://192.168.3.6/live/314d0336

输出：

  • rtmp://192.168.3.6/live/merge

SRS+OBS可以添加多个MediaSource（媒体源），将File（文件）的勾选去掉，就可以输入上面的两个RTMP流。

OBS直接捕获浏览器，可以选择WindowCapature（窗口捕获），直接选择浏览器即可。

Note: 转直播后，就可以使用SRS的直播录制（DVR）功能，将每个RTC流录下来，也可以录合并的流。

SFU: Video Room

SRS支持多人通话的SFU能力，请参考一对一通话搭建环境，然后访问页面：

本机(localhost)可以直接打开http://localhost/demos/room.html?autostart=true。

若非本机，则可以打开https://192.168.3.6/demos/room.html?autostart=true。

注意：自签名证书，在空白处输入thisisunsafe（注意没空格）。

若需要会议转直播，请参考RTC转直播。

Winlin 2020.03

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