在通过您的网络浏览器进行音频和视频通话、屏幕共享或实时数据传输时，您可能并不常思考其背后的技术。推动这些功能的核心力量之一就是WebRTC。2011年由谷歌发布的这个开源项目，如今已发展成为一个高度全面且不断扩展的生态系统。尤其是在AI技术大幅突破的当下，WebRTC在AI实时对话方面的紧密联系，更进一步提升了它的重要性。
只需一点编程知识，任何人都可以在数小时或几天内创建复杂的通信、协作和数据丰富体验的应用程序。WebRTC正在改变技术格局，赋予有抱负的开发者和创作者更多的能力。
揭示WebRTC的核心
WebRTC是一个开源项目，允许在网页浏览器中直接进行实时通信。它消除了对额外插件或下载的需求，为用户提供无缝体验。该项目提供了一组API和协议，可以创建直接的点对点（P2P）通信，以实现浏览器之间安全的音频和视频通信及数据共享。
我们可以将其分为三点：
- 它是一项提供低延迟、高质量实时音频和视频通信的技术。
- 它是一个全面的客户端多媒体框架，具有音频和视频处理能力，旨在跨平台兼容。
- 它是一组标准化的API（是W3C推荐的一部分），允许网页开发者创建多样化的实时音频和视频应用程序。
WebRTC受到所有主要网页浏览器（Google Chrome、Mozilla Firefox、Safari）的支持，使其成为实时通信的通用解决方案。
WebRTC是如何工作的？
WebRTC提供了一个用户友好的JavaScript API层，可在网页浏览器中使用。这大大简化了各种应用程序中实时通信功能的开发和集成。虽然WebRTC的核心实现主要依赖于C/C++，但大多数使用WebRTC的开发者无需深入研究这些底层细节即可创建他们的应用程序。
WebRTC的架构具有分层和模块化结构。
Web APP层利用WebRTC提供的标准Web API接口进行实时音频和视频通信。它是开发者根据WebRTC技术规范开发的应用程序。从严格意义上说，这不属于WebRTC本身的架构。
WebRTC原生C++ API层由WebRTC为应用层开发者提供。在这一层，开发者无需深入了解复杂的底层技术细节。只需对WebRTC的工作流程和原则有一般理解，即可利用其API实现点对点通信功能。
WebRTC核心的顶层包括传输/会话层，负责管理与音频和视频数据传输和处理相关的逻辑。它涉及多种协议，例如SDP（会话描述协议）用于信令服务器，主要用于信令交换和管理RTCPeerConnection的连接状态。
WebRTC的基本组件包括视频引擎、音频引擎和传输模块。它们负责从设备中收集和记录视频、音频和文本格式的数据。这三个模块共同工作，实现WebRTC框架内的实时通信和数据传输。
底层是与硬件组件相关的硬件适配层，包括音频捕获和呈现、视频捕获、网络I/O等。此层可以自定义，以提供WebRTC的跨平台支持基础。
WebRTC的使用案例
WebRTC在需要实时通信的领域具有广泛的应用。一些关键的使用案例包括：
- 统一通信
WebRTC实现了实时视频聊天和会议，无需专用的会议软件。多个参与者可以通过会议通话，交换视频和音频流，协作处理文档，并直接通过其网页浏览器进行互动沟通。
- 直播和广播
在实时音频和视频领域，WebRTC通过使用RTP/RTCP协议和优秀的拥塞控制算法，在弱网络条件下实现了出色的低延迟和强大的性能。它是直播和广播应用的理想选择。内容创作者可以直接从其浏览器向广泛受众流式传输音频和视频，促进实时互动和沉浸式体验。
- 云游戏
云游戏涉及将所有游戏相关计算（包括渲染）托管在远程云服务器上。这些计算然后通过音频和视频流传输到用户的设备进行显示。用户对本地设备的硬件要求最低，他们可以立即体验游戏，无需下载。
WebRTC的优缺点是什么？
WebRTC的优点显而易见：
- WebRTC是一个开源项目，免费且随时可用于商业和个人应用。
- 您会发现所有现代浏览器都支持WebRTC，这促进了新用例和商业模式的创造。它不仅限于网页浏览器，也可用于移动应用，拥有可移植的源代码，已经被许多移动APP采用。
- WebRTC的多功能性令人印象深刻，允许您开发群组通话服务，加入录音功能，或仅用于数据传输。您的应用可能性几乎是无限的。
那么，有什么缺点吗？不幸的是，它也有其局限性。
尽管WebRTC最初设计用于低延迟的点对点（P2P）通信，但在应用于直播场景时面临挑战：
- 复杂的信令过程
标准WebRTC信令涉及SDP（会话描述协议）交换、ICE（交互式连接建立）交互以及DTLS（数据报传输层安全）握手，之后才能开始媒体数据传输。这导致了显著的延迟，尤其是在满足直播的实时要求时。
- 不足的重传策略
WebRTC的重传策略主要针对点对点通话和会议，因此在一对多的直播场景中不太适用。在通信场景中，积极的重传确保低延迟，但在高比特率、高质量的直播中，这种方法会导致显著的带宽浪费。
- 不灵活的比特率调整
原生WebRTC根据带宽容量调整编码和数据包传输速率。然而，在大型直播中，多个下游用户共享来自广播者的同一上游流，个别用户无法反馈以调整广播者的编码。这就需要开发替代解决方案。
优化WebRTC性能：腾讯云实时音视频（TRTC）
腾讯云实时音视频（TRTC）聚焦多人音视频通话、低延时互动直播两大场景提供音视频互动解决方案，全球端到端传输平均延时＜300ms，实测抗丢包率超过80%、抗网络抖动超过1000ms。借助TRTC，您可以快速开发低成本、低延迟和高质量的互动音视频服务。
借助针对小程序、网页、Android、iOS、Electron、Windows、macOS等全平台的SDK，您可以快速将TRTC服务集成到您的项目中，低成本搭建超低延迟且更高质量的互动音视频服务。
同时，腾讯云实时音视频（TRTC）还基于WebRTC升级了AI交互新玩法，可实现全球范围内的低延迟、高质量AI实时对话。结合智能降噪、声纹识别、多语种混合处理等前沿AI能力，系统能够识别20多种方言及130多种国际语言，即使在嘈杂环境下，仍可精准识别用户意图，提供如真人对话般流畅的体验。