webSocket通讯流程

一、信令通道初始化:

这一步的核心是为后续交换地址和能力信息建立一条稳定的通道。

Spring Boot 项目初始化时,基于Netty框架启动 IO 服务,Netty 负责底层的网络连接管理、IO 多路复用和高并发处理。

在 Netty 之上,服务端搭建WebSocket服务,对外暴露 WebSocket 连接地址(如ws://your-server.com/signaling)。

WebSocket 的作用是维持长连接,保证客户端和服务端之间可以随时双向推送信令,无需频繁发起 HTTP 请求。

客户端接入

客户端 A 和客户端 B(如浏览器、App)分别发起 WebSocket 连接请求,与服务端建立长连接。

连接成功后,服务端会记录每个客户端的连接标识(如用户 ID),确保后续信令能精准转发。

二、NAT 穿透与公网地址获取

因为大部分设备都在路由器(NAT)之后,无法直接被外网访问,所以需要借助 STUN 服务器获取自己的公网可见地址。

客户端发起 STUN 请求

客户端 A 和 B 分别向STUN服务器(如谷歌的stun.l.google.com:19302)发送绑定请求(Binding Request)。

这个请求会携带客户端的内网 IP 和端口。

STUN 服务器响应

STUN 服务器收到请求后,会识别请求包经过 NAT 时被转换后的公网 IP + 端口(也叫 "反射地址")。

服务器将这个公网地址封装在绑定响应中,返回给客户端。

客户端获取公网地址

客户端 A 和 B 各自从 STUN 响应中拿到自己的公网 IP 和端口,这个地址就是其他设备能从外网访问到自己的入口。

三、信令交换:交换 "通话能力" 与 "网络地址"

这是 WebRTC 的核心环节,客户端需要通过信令通道交换两种关键信息:SDP 会话描述和ICE 候选地址。

生成 SDP 会话描述

客户端 A 先创建本地 PeerConnection 对象,生成包含自己媒体能力的本地 SDP(如支持的音视频编码格式、传输协议等)。

这个 SDP 相当于 "通话邀请",告诉对方 "我能支持这些媒体格式,我们可以这样通话"。

发送 SDP 与 ICE 候选

客户端 A 将本地 SDP 和从 STUN 获取的ICE 候选地址(即公网 IP + 端口)打包成 "A 信令",通过 WebSocket 发送给服务端。

服务端根据连接标识,将 A 信令转发给客户端 B。

客户端 B 响应信令

客户端 B 收到 A 信令后,解析出 A 的 SDP 和 ICE 候选,生成自己的本地 SDP和 ICE 候选地址,打包成 "B 信令"。

B 信令同样通过 WebSocket 发送给服务端,再由服务端转发给客户端 A。

结果

此时客户端 A 和 B 都拥有了对方的 SDP(知道了彼此的媒体能力)和 ICE 候选(知道了彼此的公网地址)。

四、P2P 连接建立与数据传输:直接通信

有了对方的网络地址和媒体能力,客户端就可以跳过服务端,直接建立安全的 P2P 连接。

ICE 连通性检查

客户端 A 和 B 会通过 ICE 框架,尝试用对方的 ICE 候选地址发起连接,测试哪些地址可以成功通信(这一步可能会尝试多个候选地址,直到找到可用的)。

DTLS 握手加密

一旦找到可用的网络路径,双方会进行DTLS 握手,建立加密的传输通道,确保后续数据传输的安全性。

媒体流传输

连接建立完成后,音视频、文件等媒体数据会通过SRTP 协议(安全实时传输协议)在 P2P 通道中直接传输,不再经过服务端中转。

这就是图中粉色箭头 "直接用 WebRTC 通讯" 的阶段,大幅降低了服务端的带宽压力和延迟。

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