7┃音视频直播系统之 WebRTC 中的连接的创建、STUN/TURN 以及 NAT 穿越

一、Candidate

• 即 ICE Candidate（ICE 候选者）。表示 WebRTC 与远端通信时使用的协议、IP 地址和端口

• 一般组成包括: 本地 IP 地址、本地端口号、候选者类型，包括 host、srflx 和 relay、优先级、传输协议等等

• 当 WebRTC 通信双方彼此要进行连接时，每一端都会提供许多候选者，比如你的主机有多块网卡，那么每块网卡的不同端口都是一个候选者

• WebRTC 会按照上面描述的格式对候选者进行排序，然后按优先级从高到低的顺序进行连通性测试，当连通性测试成功后，通信的双方就建立起了连接

• 在WebRTC 中，它首先会尝试 NAT 穿越，即尝试端到端直连。如果能够穿越成功，那双方就通过直连的方式传输数据，这是最高效的。但如果 NAT 穿越失败，为了保障通信双方的连通性，WebRTC 会使用中继方式，当然使用这种方式传输效率会低一些

• 在众多候选者中，host 类型的候选者优先级是最高的。在 WebRTC 中，首先对 host 类型的候选者进行连通性检测，如果它们之间可以互通，则直接建立连接。其实，host 类型之间的连通性检测就是内网之间的连通性检测。WebRTC 就是通过这种方式巧妙地解决了大家认为很困难的问题

• 同样的道理，如果 host 类型候选者之间无法建立连接，那么 WebRTC 则会尝试次优先级的候选者，即 srflx 类型的候选者。也就是尝试让通信双方直接通过 P2P 进行连接，如果连接成功就使用 P2P 传输数据；如果失败，就最后尝试使用 relay 方式建立连接

• 如果用代码结构表示，大概可以是如下：

• host：表示本机候选者

• srflx：表示内网主机映射的外网的地址和端口

• relay：表示中继候选者

{
	IP: 127.0.0.1,
	port: 3333,
	type: host/srflx/relay,
	priority: number,
	protocol: UDP/TCP,
	usernameFragment: string
}

二、STUN 协议

• 如果主机没有公网地址，是无论如何都无法访问公网上的资源的

• 而一般情况下，主机都只有内网 IP 和端口，那它是如何访问外网资源的呢

• 在内网的网关上都有 NAT (Net Address Transport) 功能

• NAT 的作用就是进行内外网的地址转换

• 这样当你要访问公网上的资源时，NAT 首先会将该主机的内网地址转换成外网地址，然后才会将请求发送给要访问的服务器；服务器处理好后将结果返回给主机的公网地址和端口，再通过 NAT 最终中转给内网的主机

• 而想让内网主机获得它的外网 IP 地址，就只需要在公网上架设一台服务器，并向这台服务器发个请求即可获得，也就是 STUN 协议，我们只要遵守这个协议就可以拿到自己的公网 IP 了

三、TURN 协议

• 我们经常说的 relay 服务器或 TURN 服务器它们是同一个意思，都是指中继服务器

• 而relay 服务是通过 TURN 协议实现的

• relay 型候选者的优先级与其他类型相比是最低的，但在其他候选者都无法连通的情况下，relay 候选者就成了最好的选择。因为它的连通率是所有候选者中连通率最高的

四、NAT 打洞 /P2P 穿越

• NAT解决的问题： IPv4 地址不够用的、安全问题

• 当收集到 Candidate 后，WebRTC 就开始按优先级顺序进行连通性检测了。它首先会判断两台主机是否处于同一个局域网内，如果双方确实是在同一局域网内，那么就直接在它们之间建立一条连接

• 但如果两台主机不在同一个内网，WebRTC 将尝试NAT 打洞，即 P2P 穿越。在 WebRTC中，NAT 打洞是极其复杂的过程，它首先需要对 NAT 类型做判断，检测出其类型后，才能判断出是否可以打洞成功，只有存在打洞成功的可能性时才会真正尝试打洞

• WebRTC 将 NAT 分类为 4 种类型：完全锥型 NAT、IP 限制型 NAT、端口限制型 NAT、对称型 NAT

五、ICE

• ICE 就是包括了 STUN、TURN 协议的一套框架

• 其实 ICE 就是上面所讲的获取各种类型 Candidate 的过程

• 就是：在本机收集所有的 host 类型的 Candidate，通过 STUN协议收集 srflx 类型的 Candidate，使用 TURN 协议收集 relay 类型的 Candidate

六、完全锥型 NAT

• 完全锥型 NAT 的特点是，当 host 主机通过 NAT 访问外网的 B 主机时，就会在 NAT 上打个“洞”，所有知道这个“洞”的主机都可以通过它与内网主机上的侦听程序通信

• 所谓的“打洞”就是在 NAT 上建立一个内外网的映射表，并且一般会使用UDP 是无连接协议，也就是说只要你发送数据给它，它就能收到

七、IP 限制锥型 NAT

• IP 限制锥型要比完全锥型 NAT 严格得多

• 它主要的特点是，host 主机在 NAT 上“打洞”后，NAT 会对穿越洞口的 IP 地址做限制

• 只有指定的 IP 地址才可以通过，也就是说，只有 host 主机访问过的外网主机才能穿越 NAT

八、端口限制锥型

• 端口限制锥型比 IP 限制锥型 NAT 更加严格

• 它主要的特点是，在 NAT 上对打洞时对IP 地址做了限制，还对具体的端口做了限制

九、对称型 NAT

• 对称型 NAT 是所有 NAT 类型中最严格的一种类型

• 对称型 NAT 对每个连接都使用不同的端口，甚至更换 IP 地址，会建立多个内外网的映射表

标签：候选者,IP,音视频,TURN,host,NAT,主机,WebRTC
来源： https://www.cnblogs.com/autofelix/p/16276569.html