JavaScript WebRTC实时通信技术详解

WebRTC通过MediaDevices、RTCPeerConnection和RTCDataChannel实现浏览器间音视频通话与数据传输。1. getUserMedia获取音视频流；2. 信令交换SDP完成offer/answer协商；3. ICE框架利用STUN/TURN穿透NAT；4. RTCDataChannel支持低延迟双向数据传输，构建完整P2P通信。

WebRTC（Web Real-Time Communication）是一项支持浏览器之间直接进行音视频通话和数据传输的开放技术。它无需插件或第三方应用，通过JavaScript即可实现点对点实时通信。这项技术广泛应用于在线会议、远程教育、即时通讯和直播互动等场景。

1. WebRTC 核心组件解析

WebRTC 的功能依赖于几个关键的 JavaScript API，它们共同协作完成实时通信：

• MediaDevices.getUserMedia()：用于获取用户的摄像头和麦克风权限，获取音视频流。
• RTCPeerConnection：负责建立和管理两个浏览器之间的安全连接，传输音视频流或任意数据。
• RTCDataChannel：允许在对等端之间发送任意数据（如文本、文件），类似 WebSocket 但为 P2P 架构。

这些组件协同工作，使浏览器能够捕捉媒体、协商连接并传输内容。

2. 建立连接：信令与 SDP 协商

WebRTC 本身不定义信令机制，开发者需自行实现客户端之间的“对话”来交换连接信息。典型流程如下：

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• 用户 A 调用 createOffer() 生成本地 Offer SDP，并通过信令服务器（如 WebSocket）发送给用户 B。
• 用户 B 收到 Offer 后，设置远程描述，调用 createAnswer() 生成 Answer SDP 并回传。
• 双方通过 setLocalDescription() 和 setRemoteDescription() 同步彼此的会话描述。

SDP（Session Description Protocol）包含媒体格式、编解码器、网络候选地址等信息，是连接协商的核心。

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3. 穿透网络：ICE 与 NAT 防火墙处理

大多数设备位于 NAT 或防火墙之后，直接连接困难。WebRTC 使用 ICE（Interactive Connectivity Establishment）框架解决此问题：

• 通过 STUN 服务器获取设备的公网 IP 和端口。
• 若 STUN 失败，则使用 TURN 服务器中继数据流（牺牲带宽换取连通性）。
• 收集到的 ICE 候选地址通过信令交换，RTCPeerConnection 尝试建立最优路径。

配置 ICE 服务器是确保连接成功率的关键步骤，尤其是在复杂网络环境下。

4. 实现数据通道通信

除了音视频，WebRTC 还支持高效的数据传输。通过 RTCDataChannel 可实现低延迟文本或文件传输：

• 创建连接时调用 peerConnection.createDataChannel("chat") 开启数据通道。
• 对方通过 ondatachannel 事件监听并接收通道。
• 双方可通过 send() 方法互发字符串或 ArrayBuffer 数据。

该通道支持可靠传输（TCP 类似）或不可靠但低延迟模式（UDP 类似），适用于不同应用场景。

基本上就这些。掌握 WebRTC 的核心流程——获取媒体流、信令交换、ICE 连接、数据传输——就能构建出完整的实时通信应用。虽然细节复杂，但现代浏览器的良好支持让开发变得越来越可行。关键是理解 P2P 的逻辑和异步协调机制，避免被连接状态搞晕。

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