第三十四章 信令服务器基础知识

信令服务器基础概念

两个设备之间建立 WebRTC 连接需要一个信令服务器来实现双方通过网络进行连接。信令服务器的作用是作为一个中间人帮助双方在尽可能少的暴露隐私的情况下建立连接。那我们如何实现这个服务器并且它是如何工作的呢？

WebRTC 并没有提供信令传递机制，你可以使用任何你喜欢的方式如WebSocket 或者XMLHttpRequest 等等，来交换彼此的令牌信息。

重要的是信令服务器并不需要理解和解释信令数据内容。虽然它基于 SDP但这并不重要：通过信令服务器的消息的内容实际上是一个黑盒。重要的是，当ICE子系统指示你将信令数据发送给另一个对等方时，你就这样做，而另一个对等方知道如何接收此信息并将其传递给自己的 ICE 子系统。你所要做的就是来回传递信息。内容对信令服务器一点都不重要。

信令服务器是实现点对点通信的重要组件。信令服务器负责在通信开始之前交换必要的信息，如网络地址、媒体能力和会话控制信息，以便两个对等端能够建立直接的 WebRTC 连接。以下是信令服务器的详细介绍、主要开发方式和当前的一些商业及开源方案：

信令服务器的作用

1. 交换会话控制信息：在 WebRTC 连接建立过程中，信令服务器负责交换 SDP（Session Description Protocol）消息，这些消息包含有关媒体流、编解码器、网络信息等的描述。
2. 交换网络信息：信令服务器帮助对等端交换 ICE（Interactive Connectivity Establishment）候选地址，这些地址用于穿越 NAT 和防火墙，实现连接。
3. 协调通信：信令服务器还可以用于协调通信的开始、暂停、结束等控制操作。例如，处理呼叫的发起、接听、挂断等操作。
4. 用户身份验证和授权：在某些应用场景中，信令服务器可以用来处理用户的身份验证和授权，确保只有经过认证的用户才能建立连接。

主要开发方式

1. 选择信令协议：选择一个适合的信令协议，常见的有：
   1. 基于 WebSocket 的协议：WebSocket 是一种常用的协议，支持全双工通信，非常适合用于实时信令。
   2. 基于 HTTP 的协议：使用 RESTful API 或 HTTP 协议进行信令操作，适合于不需要实时通信的场景。
2. 实现信令服务器：
   1. 编程语言选择：信令服务器可以使用多种编程语言实现，如 JavaScript (Node.js)、Python、Java、C# 等。
   2. 实现逻辑：需要实现用户注册、会话管理、消息转发等功能。要确保服务器能够处理大量的并发连接，并具有良好的可靠性和性能。
3. 集成和测试：将信令服务器与 WebRTC 客户端进行集成，并进行全面的测试。确保信令过程流畅、稳定，并且与实际的 WebRTC 连接逻辑兼容。

商业和开源方案

商业方案

1. Twilio：提供了包括 WebRTC 在内的实时通信解决方案。Twilio 的 Programmable Video API 可以用于视频通话、会议等应用，提供了全面的信令支持。
2. Daily.co：提供了简单易用的视频通话 API，支持 WebRTC 和自定义信令。适用于快速开发和部署实时视频应用。
3. Agora：提供了实时音视频 SDK 和服务，包括信令功能。Agora 提供了高性能的实时通信解决方案，适合大规模应用。
4. Vonage (之前的 TokBox)：提供了 OpenTok 平台，支持 WebRTC 实时通信，包含信令、媒体传输和多方通话功能。

开源方案

1. SimpleWebRTC：一个开源的 WebRTC 库，提供了简单的 API 和信令服务器实现，适合快速原型开发和小型项目。
2. Janus Gateway：一个开源的 WebRTC 服务器，支持多种 WebRTC 功能，包括视频会议、流媒体等。Janus 包含了信令功能，但需要根据具体需求进行配置和开发。
3. Kurento：一个开源的多媒体服务器和网关，支持 WebRTC 和其他实时通信协议。Kurento 提供了信令和多媒体处理功能，适用于复杂的实时通信应用。
4. Mediasoup：一个开源的 WebRTC SFU（Selective Forwarding Unit），支持实时视频和音频流的转发。Mediasoup 提供了高效的媒体转发功能，并可以与自定义信令服务器配合使用。

我们的流式情况

目前可以看到很多NodeJS，C++开发的信令服务器。

在WebRTC的源代码中，自带了一个C++的信令服务器。不过我们流式自己使用了NodeJS来操作。交换数据格式是Json。其中Config.js 包含主要的配置内容，包括Http的端口，后端渲染端的开放端口等。

进入SignalWebServer目录，如下图，

直接启动任意Terminal运行 node .\cirrus.js 即可 。 如下图，有客户端连入，就会有Ping的日志显示

连接模式

理论上信令服务器是用Http还是Https连接都不存在问题。

一般的由于信令主要负责，2端能看到对方，以此来建立连接，因此，一般的如果是上云的系统，信令势必也部署在外网，此时必定需要使用Https。否则会有网络安全因素。

源代码情况

1. webrtc的源代码内容中，有一分C++的信令服务器。你可以使用和学习
2. 在UE的源代码中，也有一分NodeJS写的信令服务器，你可以去下载后学习。

总体来看，信令是一个相对简单的存在，你可以用你习惯的习惯写一份，比如我们其中的一个信令服务器就是用Java写的。同时可以部署在内网和公网。

总结

信令服务器在 WebRTC 应用中扮演着至关重要的角色，负责建立和管理点对点连接的初始化过程。开发信令服务器时，需要选择合适的协议和实现方法，同时考虑性能、扩展性和可靠性。商业和开源方案各有优劣，开发者可以根据项目需求选择合适的解决方案来实现信令功能。