聊聊WebRTC網關伺服器1：如何選擇服務端埠方案？

《聊聊WebRTC網關伺服器》系列文章系由WebRTCon2018中網易雲信音視頻技術專家的分享內容《從零開始構建音視頻網關伺服器》整理而成，該系列文章將和大家分享網易NRTC在WebRTC網關項目的自研過程中遇到的一些問題，以及我們最終的解決方法。

《聊聊WebRTC網關伺服器》第一篇文章將和大家分享如何選擇服務端的埠方案。

標準WebRTC連接建立流程

在討論如何選擇伺服器端的埠方案前，我們先來看看標準WebRTC的連接建立流程，這為我們理解這篇文章後續內容提供最基礎的知識。

這裡描述的是Trickle ICE過程，並且省略了通話發起與接受的信令部分。流程如下：

1） WebRTC A通過Signal Server轉發SDP OFFER到WebRTC B。WebRTC B做完本地處理以後，通過 Signal Server轉發SDP ANSWER到A。

2）A、B同時向STUN Server發送Binding request請求自身的外網地址，並從STUN Server回包的MAPPED-ADDRESS中得到各自的外網地址；

3）A、B收集完內外網ICE Candidate，並通過Signal Server發送給對方；

4）雙方開始做NAT穿越，互相給對方的ICE Candidate發送STUN Binding Request；

5）NAT穿越成功，A、B之間的P2P連接建立，進入媒體互通階段。在這個過程中，我們看到了有三個核心的部分，SDP協商、ICE Candidate交換、Stun Binding Req/Res的連通性檢查。

WebRTC網關連接建立流程

在了解了標準WebRTC的建連流程以後，我們來看看WebRTC客戶端如何與網關建連。

首先，我們網關的Media Server擁有公網IP，因此Server就不需要通過Stun Server收集自身的公網IP。WebRTC客戶端先與網關Signal Server協商SDP，包括ICE Candidate，Media Server分配IP和埠作為網關的ice candidate發送給客戶端。因為網關是公網IP，所以客戶端向這個IP發送STUN Binding Request會被伺服器收到， 並回復Response。接著客戶端與網關媒體伺服器進行DTLS握手與秘鑰協商，在此基礎上進一步進行SRTP的音視頻通信。至此，WebRTC客戶端與網關伺服器建連成功。

好的，現在我們已經具備了探討伺服器端埠選擇的基礎知識，接下來我們來看看具體有哪些方案。

WebRTC網關伺服器媒體架構

最簡的伺服器端埠方案是我們可以為每個客戶端分配一個埠，伺服器上使用這個埠區分每個用戶，就像圖裡描述的A、B、C、D四個人在WebRTC網關伺服器上分別對應UDP埠10001~1004。這種方案邏輯上很簡單，很多開源的伺服器都採用這個方案，如janus。另外一個原因是使用了libnice庫在伺服器上來和客戶端做ice建連，類似的做法都是採用多埠的架構。

那麼多埠有什麼不足呢？

1）很多的網路出口防火牆對能夠通過的UDP埠是有限制的；

2）對於服務端來說開闢這麼多埠，安全性本身也有一定的問題，特別是網易的運維同學，更是拒絕；

3）開闢這麼多的埠在Server端上，埠的開銷和性能均有一定的影響。那能否用單埠？使用單埠前，核心要解決的一個問題是：如何區分每一個RTP/RTCP包是屬於哪一個WebRTC客戶端。

為了解決這個問題，我們需要使用一些小技巧。首先，有幾個基礎知識點我們先了解一下。如下圖：

1）SDP offer和answer里配置的ice-ufrag欄位裡面內容，原來是用來作為stun數據包的鑒權的，因此STUN Binding Request裡面的USERNAME欄位就是由上Offer和answer的ice-ufrag內容拼接而成。

2）發送STUN Binding Request的客戶端本地udp fd，與ice建連成功後發送媒體數據的udp fd是同一個，也就是說Server上看到的ip port是同一個。

有了上面的背景知識，聰明的你們肯定已經大致有一個方案了。我們來看看實現細節是怎麼樣的：

1）在伺服器給Web端的SDP Answer中設置 ice-ufrag為roomid/userid，其中RoomID和UserID是通話業務層分配的內容，用於區分每通通話以及參與這。接著做Ice candidate協商，Web端開始做連通性檢測，也就是stun binding request里的USERNAME為SDP local和remote的ice-ufrag指定內容。

2）伺服器收到stun binding request的客戶端ip和埠，並正常回stun binding response。

3）記錄客戶端地址與用戶的信息的映射關係。

4）伺服器收到一個rtp/rtcp媒體數據包，通過包的源ip和埠，查詢映射表就可以識別這個包屬於哪個用戶。

在分享完服務端埠選擇的方案後，大家都知道WebRTC客戶端使用PeerConnection來表示不同的媒體連接，這對於WebRTC來說是基礎也是核心，在《聊聊WebRTC網關伺服器》第二篇文章將繼續為大家介紹如何選擇PeerConnection的方案。