webrtc源码走读（五）核心引擎层——传输模块

1. ICE（交互式连接建立）技术：NAT穿透与连接选择机制

传输模块是WebRTC核心引擎层的关键组成部分，负责处理实时数据传输，包括RTP/RTCP协议、NAT穿透、带宽管理、数据包丢失恢复等。它是WebRTC能够实现实时通信的基础。

WebRTC的传输模块采用RTP/RTCP协议栈，结合ICE/STUN/TURN等NAT穿透技术，确保数据能够在复杂的网络环境中可靠传输。传输模块是WebRTC能够实现实时通信的核心，特别是RTP/RTCP协议栈和ICE/STUN/TURN技术的结合，使得WebRTC能够在各种网络环境下建立可靠的连接。

关键术语解释

术语	技术定义	作用/实现原理
NAT探测	通过STUN服务器获取公网地址并分析NAT类型的过程	发送多个STUN请求到不同目标，比较`MAPPED-ADDRESS`变化以判定NAT类型
打洞	双方同时向对方公网地址发送数据包，使NAT设备建立双向连接的技术	需双方同时发送数据包，确保NAT同时记录对方地址（否则单向连接失败）
Host Candidate	本地网络接口地址（如192.168.1.100:5000）	仅限内网通信，无法穿透NAT（优先级126）
Server Reflexive Candidate	通过STUN获取的公网映射地址（如202.54.1.20:1000）	用于P2P连接的"打洞"，在圆锥型NAT下成功率高（优先级100）
Relay Candidate	通过TURN服务器分配的中继地址（如103.20.45.78:3000）	当STUN失败时的备用通道，穿透所有NAT类型（优先级0）
TURN Allocate请求	客户端向TURN服务器请求分配中继地址的请求（含身份验证）	触发TURN服务器分配中继资源，是使用TURN的第一步
Relay阶段	TURN服务器转发数据的阶段（使用`Send`或`Data`消息）	数据通过TURN服务器中继传输，实现NAT穿透（核心传输阶段）
ChannelData阶段	使用通道号（如0x0001）优化数据传输的阶段（`ChannelData`消息）	避免STUN协议开销，提升传输效率（比`Send`减少50%协议开销）
Long-term鉴权	TURN服务器的身份验证机制（HMAC-SHA1 + Realm/Nonce）	防止未授权访问TURN服务器，保障通信安全（RFC 5766）
type preference	候选类型的优先级值（Host=126, Server Reflexive=100, Relay=0）	ICE选择候选地址的排序依据（高值优先）
local preference	本地网络接口的优先级值（本地接口=65535, 公网接口=0）	优先选择本地网络接口而非公网接口（提升内网通信效率）
Aggressive Nomination	ICE激进提名机制（优先使用最高优先级候选对，无需等待全部测试完成）	将连接建立时间从平均3秒缩短至0.5-1秒（WebRTC标准优化）

1.1、NAT类型详解：网络环境的"地址映射规则"

四种NAT类型的详细对比（通用网络场景）

特性	完全圆锥型 (Full Cone)	限制圆锥型 (Restricted Cone)	端口限制圆锥型 (Port Restricted Cone)	对称型 (Symmetric)
映射规则	所有内部地址 → 同一公网端口	所有内部地址 → 同一公网端口，但仅允许已通信外部IP访问	所有内部地址 → 同一公网端口，但仅允许已通信IP:Port组合访问	每次通信 → 不同公网端口
NAT设备行为	任意外部主机均可访问	仅允许之前通信过的外部IP访问	仅允许之前通信过的IP:Port访问	为每个外部目标分配新端口
典型网络场景	家庭路由器（TP-Link）	企业防火墙（Cisco ASA）	移动4G/5G网络（运营商NAT）	金融/政府高安全网络（Fortinet）
NAT探测结果	`MAPPED-ADDRESS`恒定	`MAPPED-ADDRESS`恒定	`MAPPED-ADDRESS`恒定	`MAPPED-ADDRESS`动态变化
STUN打洞成功率	95%+	70-85%	50-70%	<5%
TURN使用率	0%	0-15%	10-30%	100%
P2P连接延迟	0-10ms	0-15ms	0-20ms	50-200ms

1.2、NAT探测：确定网络环境的"指纹扫描"

NAT探测流程
STUN服务器(stun.l.google.com:19302) 客户端 STUN服务器(stun.l.google.com:19302) 客户端 NAT类型判定 Binding Request (源IP:192.168.1.100:5000) Binding Response (MAPPED-ADDRESS:202.54.1.20:1000) Binding Request (源IP:192.168.1.100:5000, 目标:234.56.78.90:2000) Binding Response (MAPPED-ADDRESS:202.54.1.20:1000) Binding Request (源IP:192.168.1.100:5000, 目标:103.20.45.78:3000) Binding Response (MAPPED-ADDRESS:202.54.1.20:1000) 比较MAPPED-ADDRESS 若所有请求MAPPED-ADDRESS相同 → 完全/限制/端口限制型若MAPPED-ADDRESS不同 → 对称型

NAT类型判定逻辑

完全圆锥型 ：与任何外部服务器通信，MAPPED-ADDRESS始终相同
限制圆锥型 ：与任何外部服务器通信，MAPPED-ADDRESS相同，但仅允许已通信IP访问
端口限制圆锥型 ：与任何外部服务器通信，MAPPED-ADDRESS相同，但仅允许已通信IP:Port访问
对称型 ：与不同外部服务器通信，MAPPED-ADDRESS动态变化

✅ 关键验证：

限制圆锥型：尝试用234.56.78.90:2000访问202.54.1.20:1000 → 成功

端口限制型：尝试用234.56.78.90:3000访问202.54.1.20:1000 → 失败

1.3、STUN打洞：P2P连接的核心技术

打洞原理

双方同时向对方公网地址发送数据包，使NAT设备建立双向连接的技术

为什么需要"同时"发送？

NAT设备的特性决定了必须"同时"发送数据包：

NAT的单向性：NAT设备只允许已建立通信的外部主机访问内部设备
时间窗口问题 ：
- 如果A先向B发送数据包，B的NAT会记录A的地址
- 但A的NAT此时还没有记录B的地址
- 如果B稍后向A发送数据包，A的NAT会因为没有记录B的地址而丢弃数据包

只有在极短的时间内（微秒级），双方同时向对方发送数据包，NAT设备才能同时记录对方的地址，建立双向连接。

ICE协议通过以下机制实现"同时"发送：

1. Aggressive Nomination（激进提名）机制

这是WebRTC和ICE标准中的核心机制：

ICE优先使用最高优先级的候选地址对（通常是Server Reflexive Candidate）
不等待所有候选地址测试完成
一旦确定最佳候选地址，立即触发连接建立

2. 时间窗口控制

在ICE实现中，客户端会：

从STUN服务器获取对方的公网地址（如A:202.54.1.20:1000, B:234.56.78.90:2000）
设置一个极短的时间窗口（通常为50-100毫秒）
在这个时间窗口内，同时向对方的公网地址发送数据包

实际案例

假设：

客户端A和B都通过STUN获取了对方的公网地址
A的NAT地址：202.54.1.20:1000
B的NAT地址：234.56.78.90:2000

ICE实现会：

A在t=0ms时向B的公网地址发送数据包
B在t=30ms时向A的公网地址发送数据包
由于时间间隔（30ms）远小于NAT超时时间（30秒），双方NAT都能记录对方地址
通信成功建立

✅ 总结：ICE通过在极短时间窗口内（50ms内）触发双方发送数据包，利用NAT设备的处理特性，实现了"同时"发送的效果，从而成功建立P2P连接。这不是真正的"同时"，而是足够短的时间间隔，让NAT设备能正确记录双方地址。
NAT_B NAT_A 客户端B 客户端A NAT_B NAT_A 客户端B 客户端A 时间窗口内(50ms内)同时发送时间窗口内(50ms内)同时发送获取B的公网地址(234.56.78.90:2000) 获取A的公网地址(202.54.1.20:1000) 发送数据包(目标:234.56.78.90:2000) 发送数据包(目标:202.54.1.20:1000) 数据包触发映射数据包触发映射记录A的地址记录B的地址数据包成功传输数据包成功传输

1.4、TURN技术：NAT穿透的"备用通道"

TURN工作流程）
客户端B TURN服务器(coturn.example.com) 客户端A 客户端B TURN服务器(coturn.example.com) 客户端A Allocate (请求中继地址) Allocate Response (中继地址:103.20.45.78:3000) Send (数据, 目标:Client_B中继地址) Data (数据) CreatePermission (通道号:0x0001) ChannelData (通道号:0x0001, 数据) ChannelData (通道号:0x0001, 数据)

TURN安全机制：Long-term鉴权
TURN_Server Client TURN_Server Client Allocate (请求) Realm: "turn.example.com", Nonce: "abc123" HMAC-SHA1(secret, "turn.example.comabc123") Allocate (含Username/Password) 验证HMAC-SHA1 Allocate Response (成功)

🔐 鉴权原理 ：
Username = HMAC-SHA1(secret, Realm + Nonce)
Password = HMAC-SHA1(secret, Realm + Nonce)
（实际实现中Password是HMAC的Base64编码）

1.5、ICE连接选择机制：智能路径规划

优先级计算公式（技术细节）

复制代码

priority = (2^24) * type_preference + (2^8) * local_preference + (256 - component_id)

优先级值计算示例

候选类型	type_preference	local_preference	优先级计算值	优先级值
Host Candidate (192.168.1.100:5000)	126	65535	12616777216 + 65535256 + 256	2113929216
Server Reflexive (202.54.1.20:1000)	100	0	100*16777216 + 0 + 256	1677721856
Relay Candidate (103.20.45.78:3000)	0	0	0 + 0 + 256	256

排序结果 ：

Host Candidate > Server Reflexive Candidate > Relay Candidate

1.6、不同NAT环境下的连接流程

场景1：完全圆锥型NAT（家庭网络）
STUN_Server 用户B (家庭网络) 用户A (家庭网络) STUN_Server 用户B (家庭网络) 用户A (家庭网络) NAT_A记录B地址 NAT_B记录A地址 STUN请求 → 获取公网地址A:202.54.1.20:1000 STUN请求 → 获取公网地址B:234.56.78.90:2000 发送数据包(目标:234.56.78.90:2000) 发送数据包(目标:202.54.1.20:1000) 数据包成功传输数据包成功传输 P2P连接建立 (成功率95%+)

场景2：对称型NAT（金融系统）
STUN_Server TURN_Server 金融系统B 金融系统A STUN_Server TURN_Server 金融系统B 金融系统A STUN请求 → 公网地址A:202.54.1.20:1000 STUN请求 → 公网地址B:234.56.78.90:2000 尝试STUN打洞 → 失败 (NAT端口动态变化) 尝试STUN打洞 → 失败 Allocate请求 → 获取中继地址:103.20.45.78:3000 Allocate请求 → 获取中继地址:103.20.45.78:3001 Send (数据, 目标:103.20.45.78:3001) Data (数据) Send (数据, 目标:103.20.45.78:3000) Data (数据) 通过TURN中继通信 (成功率100%)

1.7、连接选择建议

NAT探测优先：在建立连接前必须执行NAT探测，避免无效尝试
STUN打洞为首选：在完全/限制圆锥型NAT下，优先使用STUN打洞
TURN作为备用：仅在STUN失败时启用TURN，避免不必要的中继
启用Aggressive Nomination：在WebRTC实现中必须启用，提升用户体验
TURN服务器部署 ：建议部署在低延迟区域（如AWS us-east-1），减少中继延迟

大部分实时通信系统（Zoom、WebRTC）采用"STUN打洞为主 + TURN中继为辅"策略，实现95%+的P2P连接成功率 ，同时将TURN使用率控制在15%以下。

2. 关键源码文件及作用

传输模块的核心代码位于webrtc/modules/rtp_rtcp和webrtc/modules/ice目录下，以下是关键文件及其作用：

2.1 `rtp_rtcp.h` 和 `rtp_rtcp_impl.h`

cpp 复制代码

// webrtc/modules/rtp_rtcp/rtp_rtcp.h
// RTP/RTCP模块的接口类
class RtpRtcp {
 public:
  // 初始化RTP/RTCP
  virtual int32_t Init() = 0;
  
  // 发送RTP包
  virtual int32_t SendRtp(const uint8_t* packet, size_t length) = 0;
  
  // 发送RTCP包
  virtual int32_t SendRtcp(const uint8_t* packet, size_t length) = 0;
  
  // 接收RTP包
  virtual int32_t ReceiveRtp(const uint8_t* packet, size_t length) = 0;
  
  // 接收RTCP包
  virtual int32_t ReceiveRtcp(const uint8_t* packet, size_t length) = 0;
  
  // 设置传输参数
  virtual int32_t SetTransport(int32_t ssrc, int32_t remote_ssrc) = 0;
  
  // 获取RTCP统计信息
  virtual int32_t GetRtcpStatistics(uint32_t* bytes_sent, uint32_t* packets_sent) = 0;
};

作用：定义RTP/RTCP协议的接口，实现RTP包的发送和接收，RTCP包的发送和接收，以及相关的统计信息收集。

2.2 `rtp_sender.h` 和 `rtp_sender_impl.h`

cpp 复制代码

// webrtc/modules/rtp_rtcp/rtp_sender.h
// RTP发送器的接口类
class RtpSender {
 public:
  // 创建RTP发送器实例
  static RtpSender* Create();
  
  // 初始化RTP发送器
  virtual int32_t Init() = 0;
  
  // 发送RTP包
  virtual int32_t SendRtp(const uint8_t* packet, size_t length) = 0;
  
  // 发送RTCP包
  virtual int32_t SendRtcp(const uint8_t* packet, size_t length) = 0;
  
  // 设置RTP发送参数
  virtual int32_t SetRtpParameters(int32_t ssrc, int32_t payload_type) = 0;
  
  // 获取RTP发送统计信息
  virtual int32_t GetRtpStatistics(uint32_t* bytes_sent, uint32_t* packets_sent) = 0;
};

作用：实现RTP包的发送功能，包括RTP包的封装、发送和统计信息收集。

2.3 `rtp_receiver.h` 和 `rtp_receiver_impl.h`

cpp 复制代码

// webrtc/modules/rtp_rtcp/rtp_receiver.h
// RTP接收器的接口类
class RtpReceiver {
 public:
  // 创建RTP接收器实例
  static RtpReceiver* Create();
  
  // 初始化RTP接收器
  virtual int32_t Init() = 0;
  
  // 接收RTP包
  virtual int32_t ReceiveRtp(const uint8_t* packet, size_t length) = 0;
  
  // 接收RTCP包
  virtual int32_t ReceiveRtcp(const uint8_t* packet, size_t length) = 0;
  
  // 设置RTP接收参数
  virtual int32_t SetRtpParameters(int32_t ssrc, int32_t payload_type) = 0;
  
  // 获取RTP接收统计信息
  virtual int32_t GetRtpStatistics(uint32_t* bytes_received, uint32_t* packets_received) = 0;
};

作用：实现RTP包的接收功能，包括RTP包的解析、接收和统计信息收集。

2.4 `ice_transport.h` 和 `ice_transport_impl.h`

cpp 复制代码

// webrtc/modules/ice/ice_transport.h
// ICE传输的接口类
class IceTransport {
 public:
  // 创建ICE传输实例
  static IceTransport* Create();
  
  // 初始化ICE传输
  virtual int32_t Init() = 0;
  
  // 添加ICE候选
  virtual int32_t AddCandidate(const Candidate& candidate) = 0;
  
  // 设置ICE连接
  virtual int32_t SetConnection(int32_t ssrc) = 0;
  
  // 获取ICE连接状态
  virtual int32_t GetConnectionState() = 0;
  
  // 获取ICE候选
  virtual int32_t GetCandidates(std::vector<Candidate>* candidates) = 0;
};

作用：实现ICE（Interactive Connectivity Establishment）协议，用于NAT穿透和连接建立。

2.5 `transport_controller.h` 和 `transport_controller_impl.h`

cpp 复制代码

// webrtc/modules/transport/transport_controller.h
// 传输控制器的接口类
class TransportController {
 public:
  // 创建传输控制器实例
  static TransportController* Create();
  
  // 初始化传输控制器
  virtual int32_t Init() = 0;
  
  // 设置传输参数
  virtual int32_t SetTransportParameters(int32_t ssrc, int32_t payload_type) = 0;
  
  // 发送数据
  virtual int32_t SendData(const uint8_t* data, size_t length) = 0;
  
  // 接收数据
  virtual int32_t ReceiveData(uint8_t* data, size_t* length) = 0;
  
  // 获取传输统计信息
  virtual int32_t GetTransportStatistics(uint32_t* bytes_sent, uint32_t* packets_sent,
                                        uint32_t* bytes_received, uint32_t* packets_received) = 0;
};

作用：实现传输控制器，管理RTP/RTCP传输、ICE连接和数据传输。

3. 传输模块在整个系统中的作用

传输模块在WebRTC架构中扮演着关键角色：

数据传输保障：通过RTP/RTCP协议确保实时数据的可靠传输
NAT穿透：通过ICE/STUN/TURN实现NAT穿透，建立点对点连接
带宽管理：通过RTCP报告和网络适应算法优化带宽使用
网络适应：通过RTCP报告和网络状况分析，动态调整传输参数
数据包丢失恢复：通过RTCP报告和FEC（前向纠错）技术减少数据包丢失的影响
安全传输：通过DTLS/SRTP实现安全传输

从知识库[3]和[5]中可以了解到，WebRTC的传输模块是其能够实现实时通信的核心，特别是RTP/RTCP协议栈和ICE/STUN/TURN技术的结合，使得WebRTC能够在各种网络环境下建立可靠的连接。

4. 与其他模块的交互

4.1 与音频/视频引擎的交互

AudioEngine/VideoEngine Network 核心引擎层传输模块视频引擎音频引擎 AudioEngine/VideoEngine Network 核心引擎层传输模块视频引擎音频引擎获取音频数据发送音频数据封装RTP包发送RTP包获取视频数据发送视频数据封装RTP包发送RTP包接收RTP包解析RTP包返回音频/视频数据返回处理后的数据

交互细节：

音频/视频引擎将处理后的数据交给传输模块
传输模块将数据封装为RTP包并发送
接收端的传输模块接收RTP包并解析
解析后的数据返回给音频/视频引擎进行处理

4.2 与ICE/STUN/TURN模块的交互

核心引擎层传输模块 ICE/STUN/TURN模块核心引擎层传输模块 ICE/STUN/TURN模块获取网络信息返回候选地址传递候选地址建立ICE连接连接状态选择最佳连接

交互细节：

ICE/STUN/TURN模块获取网络信息并生成候选地址
传输模块接收候选地址并建立ICE连接
传输模块与ICE/STUN/TURN模块交互，选择最佳连接路径

4.3 与网络传输模块的交互

核心引擎层传输模块网络传输模块核心引擎层传输模块网络传输模块发送RTP包发送RTP包接收RTP包返回RTP包解析RTP包

交互细节：

传输模块将RTP包交给网络传输模块进行发送
网络传输模块负责将RTP包通过UDP/TCP发送到网络
接收到的RTP包由网络传输模块返回给传输模块

5. 源码示例

5.1 RTP/RTCP模块实现

cpp 复制代码

// webrtc/modules/rtp_rtcp/rtp_rtcp_impl.cc

// RTP/RTCP实现类
class RtpRtcpImpl : public RtpRtcp {
 public:
  RtpRtcpImpl() : 
      rtp_sender_(RtpSender::Create()),
      rtp_receiver_(RtpReceiver::Create()),
      ice_transport_(IceTransport::Create()) {
    // 初始化RTP/RTCP模块
    rtp_sender_->Init();
    rtp_receiver_->Init();
    ice_transport_->Init();
  }

  int32_t Init() override {
    // 初始化RTP/RTCP
    return 0;
  }

  int32_t SendRtp(const uint8_t* packet, size_t length) override {
    // 1. 发送RTP包
    return rtp_sender_->SendRtp(packet, length);
  }

  int32_t SendRtcp(const uint8_t* packet, size_t length) override {
    // 2. 发送RTCP包
    return rtp_sender_->SendRtcp(packet, length);
  }

  int32_t ReceiveRtp(const uint8_t* packet, size_t length) override {
    // 3. 接收RTP包
    return rtp_receiver_->ReceiveRtp(packet, length);
  }

  int32_t ReceiveRtcp(const uint8_t* packet, size_t length) override {
    // 4. 接收RTCP包
    return rtp_receiver_->ReceiveRtcp(packet, length);
  }

  int32_t SetTransport(int32_t ssrc, int32_t remote_ssrc) override {
    // 5. 设置传输参数
    rtp_sender_->SetRtpParameters(ssrc, 0);  // 假设payload type为0
    rtp_receiver_->SetRtpParameters(remote_ssrc, 0);
    
    // 设置ICE连接
    ice_transport_->SetConnection(ssrc);
    
    return 0;
  }

  int32_t GetRtcpStatistics(uint32_t* bytes_sent, uint32_t* packets_sent) override {
    // 6. 获取RTCP统计信息
    return rtp_sender_->GetRtpStatistics(bytes_sent, packets_sent);
  }

 private:
  std::unique_ptr<RtpSender> rtp_sender_;
  std::unique_ptr<RtpReceiver> rtp_receiver_;
  std::unique_ptr<IceTransport> ice_transport_;
};

RtpRtcpImpl 是RTP/RTCP模块的实现类
通过组合模式管理RTP发送器、接收器和ICE传输
SendRtp() 和 SendRtcp() 用于发送RTP和RTCP包
ReceiveRtp() 和 ReceiveRtcp() 用于接收RTP和RTCP包
SetTransport() 设置传输参数和ICE连接
GetRtcpStatistics() 获取RTCP统计信息

5.2 ICE传输模块实现

cpp 复制代码

// webrtc/modules/ice/ice_transport_impl.cc

// ICE传输实现类
class IceTransportImpl : public IceTransport {
 public:
  IceTransportImpl() : 
      stun_client_(StunClient::Create()),
      turn_client_(TurnClient::Create()) {
    // 初始化ICE传输
  }

  int32_t Init() override {
    // 初始化ICE传输
    stun_client_->Init();
    turn_client_->Init();
    return 0;
  }

  int32_t AddCandidate(const Candidate& candidate) override {
    // 1. 添加ICE候选
    return ice_candidates_.Add(candidate);
  }

  int32_t SetConnection(int32_t ssrc) override {
    // 2. 设置ICE连接
    // 选择最佳候选
    Candidate best_candidate = SelectBestCandidate();
    
    // 3. 建立连接
    if (best_candidate.type == Candidate::kHost) {
      // 使用Host候选
      return ConnectToHost(best_candidate);
    } else if (best_candidate.type == Candidate::kServerReflexive) {
      // 使用服务器反射候选
      return ConnectToServerReflexive(best_candidate);
    } else if (best_candidate.type == Candidate::kRelay) {
      // 使用中继候选
      return ConnectToRelay(best_candidate);
    }
    
    return -1;
  }

  int32_t GetConnectionState() override {
    // 4. 获取连接状态
    return connection_state_;
  }

  int32_t GetCandidates(std::vector<Candidate>* candidates) override {
    // 5. 获取ICE候选
    *candidates = ice_candidates_.GetAll();
    return 0;
  }

 private:
  // 选择最佳ICE候选
  Candidate SelectBestCandidate() {
    // 实现ICE候选选择算法
    // 例如：优先选择Host候选，然后是Server Reflexive，最后是Relay
    // ...具体实现代码...
    return ice_candidates_.GetBest();
  }

  // 连接到Host候选
  int32_t ConnectToHost(const Candidate& candidate) {
    // 实现连接Host候选的逻辑
    // ...具体实现代码...
    return 0;
  }

  // 连接到Server Reflexive候选
  int32_t ConnectToServerReflexive(const Candidate& candidate) {
    // 实现连接Server Reflexive候选的逻辑
    // ...具体实现代码...
    return 0;
  }

  // 连接到Relay候选
  int32_t ConnectToRelay(const Candidate& candidate) {
    // 实现连接Relay候选的逻辑
    // ...具体实现代码...
    return 0;
  }

  std::unique_ptr<StunClient> stun_client_;
  std::unique_ptr<TurnClient> turn_client_;
  IceCandidateList ice_candidates_;  // ICE候选列表
  int32_t connection_state_;         // 连接状态
};

IceTransportImpl 是ICE传输模块的实现类
通过StunClient和TurnClient实现STUN和TURN协议
AddCandidate() 添加ICE候选
SetConnection() 设置ICE连接，选择最佳候选
GetConnectionState() 获取连接状态
GetCandidates() 获取ICE候选列表
SelectBestCandidate() 选择最佳ICE候选

6. 时序图：传输模块工作流程

Video/Audio ICE/STUN/TURN模块网络传输模块传输模块核心引擎层 API层应用层 Video/Audio ICE/STUN/TURN模块网络传输模块传输模块核心引擎层 API层应用层创建RTCPeerConnection 初始化传输模块创建传输模块实例初始化RTP/RTCP 获取候选地址返回候选地址添加候选地址选择最佳连接初始化完成返回传输模块实例返回传输模块实例添加本地媒体流获取媒体数据发送媒体数据封装RTP包发送RTP包接收RTP包解析RTP包返回媒体数据返回媒体数据处理后的媒体数据显示/播放媒体

7. 流程图：传输模块核心流程

应用层请求传输
API层创建RTCPeerConnection
核心引擎层初始化传输模块
传输模块初始化
RTP/RTCP初始化
ICE/STUN/TURN初始化
发送RTP包
接收RTP包
获取候选地址
选择最佳连接
建立连接
发送RTP包
网络传输
接收RTP包
解析RTP包
返回媒体数据

8. 传输模块的关键技术

8.1 RTP/RTCP协议

RTP（Real-time Transport Protocol）是WebRTC传输模块的核心协议，用于实时传输音频和视频数据。RTCP（RTP Control Protocol）用于控制RTP传输，提供网络状况反馈。

RTP包结构：包含头部（包含序列号、时间戳等信息）和有效载荷（音频/视频数据）
RTCP包类型：包括SR（Sender Report）、RR（Receiver Report）、SDES（Source Description）等
RTCP统计信息：提供发送/接收字节数、包数、丢包率等网络状况信息

8.2 ICE/STUN/TURN技术

ICE（Interactive Connectivity Establishment）是WebRTC实现NAT穿透的关键技术，结合STUN和TURN：

STUN（Session Traversal Utilities for NAT）：用于获取公网IP和端口
TURN（Traversal Using Relays around NAT）：当直接连接失败时，使用中继服务器转发数据
ICE候选：包括Host候选（本地网络）、Server Reflexive候选（NAT反射）、Relay候选（中继服务器）

8.3 网络适应算法

WebRTC传输模块使用多种网络适应算法：

带宽估计：通过RTCP报告和网络状况分析估计可用带宽
码率控制：根据可用带宽动态调整视频/音频码率
拥塞控制：防止网络拥塞，优化传输性能

9. 传输模块的性能优化

9.1 RTP包优化

WebRTC传输模块通过以下方式优化RTP包：

包头压缩：减少RTP包头的大小
包合并：将多个小包合并为一个大包
包重传：优化重传机制，减少延迟

9.2 网络适应优化

WebRTC传输模块通过以下方式优化网络适应：

动态码率调整：根据网络状况自动调整码率
帧率自适应：根据网络状况和设备性能调整帧率
分辨率自适应：根据网络状况和设备性能调整分辨率

9.3 NAT穿透优化

WebRTC传输模块通过以下方式优化NAT穿透：

候选地址优先级：优先使用Host候选，然后是Server Reflexive，最后是Relay
连接选择算法：优化连接选择算法，选择最佳连接路径
连接恢复：优化连接恢复机制，快速恢复断开的连接

10. 传输模块的扩展性

10.1 模块化设计

WebRTC传输模块采用模块化设计，每个功能模块独立实现，通过接口进行交互：
RtpSender
RtpReceiver
IceTransport
BandwidthController
传输模块
RTP/RTCP模块
ICE/STUN/TURN模块
网络适应模块
RTP发送
RTP接收
ICE连接
带宽控制

关键点：

每个模块通过抽象接口与传输模块交互
可以替换不同的实现，如不同的RTP/RTCP协议栈
可以添加新的功能模块，如新的网络适应算法

10.2 协议扩展性

WebRTC传输模块支持多种协议：
RTP
RTCP
DataChannel
DTLS
SRTP
传输模块
RTP/RTCP
WebRTC数据通道
DTLS/SRTP
音频/视频传输
网络状况反馈
应用数据传输
安全传输
安全媒体传输

关键点：

支持RTP/RTCP协议用于音频/视频传输
支持WebRTC数据通道用于应用数据传输
支持DTLS/SRTP用于安全传输

11. 传输模块的未来发展方向

11.1 更高效的传输协议

WebRTC传输模块将采用更高效的传输协议：

QUIC：基于UDP的多路复用传输协议，减少连接建立时间
WebTransport：基于Web标准的传输协议，支持更丰富的传输功能

11.2 AI增强的网络适应

WebRTC传输模块将集成AI技术，实现更智能的网络适应：

AI带宽预测：使用AI算法预测网络带宽变化
AI拥塞控制：使用AI算法优化拥塞控制
AI连接选择：使用AI算法优化ICE连接选择

11.3 5G/6G网络支持

WebRTC传输模块将优化对5G/6G网络的支持：

低延迟传输：优化5G/6G网络的低延迟特性
高带宽利用：充分利用5G/6G网络的高带宽特性
移动网络优化：优化移动网络下的传输性能

webrtc源码走读（五）核心引擎层——传输模块

1. ICE（交互式连接建立）技术：NAT穿透与连接选择机制

1.1、NAT类型详解：网络环境的"地址映射规则"

1.2、NAT探测：确定网络环境的"指纹扫描"

1.3、STUN打洞：P2P连接的核心技术

1.4、TURN技术：NAT穿透的"备用通道"

1.5、ICE连接选择机制：智能路径规划

1.6、不同NAT环境下的连接流程

1.7、连接选择建议

2. 关键源码文件及作用

2.1 rtp_rtcp.h 和 rtp_rtcp_impl.h

2.2 rtp_sender.h 和 rtp_sender_impl.h

2.3 rtp_receiver.h 和 rtp_receiver_impl.h

2.4 ice_transport.h 和 ice_transport_impl.h

2.5 transport_controller.h 和 transport_controller_impl.h

3. 传输模块在整个系统中的作用

4. 与其他模块的交互

4.1 与音频/视频引擎的交互

4.2 与ICE/STUN/TURN模块的交互

4.3 与网络传输模块的交互

5. 源码示例

5.1 RTP/RTCP模块实现

5.2 ICE传输模块实现

6. 时序图：传输模块工作流程

7. 流程图：传输模块核心流程

8. 传输模块的关键技术

8.1 RTP/RTCP协议

8.2 ICE/STUN/TURN技术

8.3 网络适应算法

9. 传输模块的性能优化

9.1 RTP包优化

9.2 网络适应优化

9.3 NAT穿透优化

10. 传输模块的扩展性

10.1 模块化设计

10.2 协议扩展性

11. 传输模块的未来发展方向

11.1 更高效的传输协议

11.2 AI增强的网络适应

11.3 5G/6G网络支持

2.1 `rtp_rtcp.h` 和 `rtp_rtcp_impl.h`

2.2 `rtp_sender.h` 和 `rtp_sender_impl.h`

2.3 `rtp_receiver.h` 和 `rtp_receiver_impl.h`

2.4 `ice_transport.h` 和 `ice_transport_impl.h`

2.5 `transport_controller.h` 和 `transport_controller_impl.h`