掌握 WebRTC：原理、实战与开源项目推荐

本文分享从基础理论到动手实战，彻底搞懂 WebRTC 的底层机制与工程落地方式。
适合有一定前端开发基础，希望进阶实时音视频通信开发的同学。

🧭 前言

如果你想在网页中实现 实时视频通话、语音会议、屏幕共享或文件传输，那你一定绕不开 WebRTC。

很多人第一次听说它时，觉得它很神秘：

“点对点传输？不走服务器？那怎么穿透 NAT？”
“信令到底是怎么交换的？”
“要做一个像腾讯会议那样的多方通话要怎么搞？”

别急，这篇文章我会从「理论 → 架构 → 代码 → 项目实战」四个层次带你完整了解 WebRTC。
内容全程干货，最后还有几个超强 GitHub 开源项目推荐 🔥

💡 一、WebRTC 是什么？

WebRTC（Web Real-Time Communication） 是 Google 开源的一套用于浏览器实时音视频通信的标准。
它让浏览器可以直接点对点传输音视频流和数据，不依赖中间服务器（当然信令除外）。

简单来说：

WebRTC = 浏览器也能打电话 + 开黑 + 文件传输！💬🎥🎮

目前主流浏览器（Chrome、Firefox、Safari、Edge）都已经原生支持 WebRTC。

🧩 二、WebRTC 架构与核心模块

WebRTC 核心 3 大模块：

架构示意图如下 👇：

浏览器A <——(Signaling Server)——> 浏览器B
      │                            │
      │        WebRTC P2P           │
      └——— RTCPeerConnection ———┘

⚠️ 注意：WebRTC 自身 不包含信令机制，需要我们自己用 WebSocket / Socket.IO 来实现。

🧠 三、核心概念拆解（这部分最容易被搞混）

1️⃣ SDP（Session Description Protocol）

SDP 是一份「通信协商说明书」，描述了音视频格式、带宽、编解码参数等。
双方通过 Offer / Answer 交换 SDP，完成通信参数协商。

示例：

const offer = await pc.createOffer();
await pc.setLocalDescription(offer);
socket.emit('offer', offer);

const offer = await pc.createOffer();
await pc.setLocalDescription(offer);
socket.emit('offer', offer);

2️⃣ ICE（Interactive Connectivity Establishment）

WebRTC 需要解决「两台电脑不在同一个局域网」的问题。
ICE 就是用来寻找可行的网络路径（比如通过 NAT、路由器）。

它依赖两类服务器：

示例配置：

const pc = new RTCPeerConnection({
  iceServers: [
    { urls: 'stun:stun.l.google.com:19302' },
    { urls: 'turn:turn.example.com', username: 'user', credential: 'pass' }
  ]
});

const pc = new RTCPeerConnection({
  iceServers: [
    { urls: 'stun:stun.l.google.com:19302' },
    { urls: 'turn:turn.example.com', username: 'user', credential: 'pass' }
  ]
});

🧪 四、最小可运行 WebRTC Demo（30 行代码搞定）

Step 1：采集本地视频

<video id="localVideo" autoplay playsinline></video>
<script>
const stream = await navigator.mediaDevices.getUserMedia({ video: true, audio: true });
document.getElementById('localVideo').srcObject = stream;
</script>

<video id="localVideo" autoplay playsinline></video>
<script>
const stream = await navigator.mediaDevices.getUserMedia({ video: true, audio: true });
document.getElementById('localVideo').srcObject = stream;
</script>

Step 2：创建 Peer 连接

const pc = new RTCPeerConnection();
stream.getTracks().forEach(track => pc.addTrack(track, stream));

const pc = new RTCPeerConnection();
stream.getTracks().forEach(track => pc.addTrack(track, stream));

Step 3：通过 WebSocket 传递信令

socket.on('offer', async (offer) => {
  await pc.setRemoteDescription(offer);
  const answer = await pc.createAnswer();
  await pc.setLocalDescription(answer);
  socket.emit('answer', answer);
});

socket.on('offer', async (offer) => {
  await pc.setRemoteDescription(offer);
  const answer = await pc.createAnswer();
  await pc.setLocalDescription(answer);
  socket.emit('answer', answer);
});

Step 4：监听远端视频流

pc.ontrack = (event) => {
  document.getElementById('remoteVideo').srcObject = event.streams[0];
};

pc.ontrack = (event) => {
  document.getElementById('remoteVideo').srcObject = event.streams[0];
};

✅ 到这里，你就已经能实现最基础的“一对一视频通话”了。

🧱 五、信令服务器实现（Node.js 版本）

WebRTC 需要一个「信令服务」来转发 Offer / Answer / Candidate 消息。
我们用 Socket.IO 写一个超轻量版本 👇：

import { Server } from 'socket.io';
const io = new Server(3000);

io.on('connection', socket => {
  socket.on('offer', data => socket.broadcast.emit('offer', data));
  socket.on('answer', data => socket.broadcast.emit('answer', data));
  socket.on('candidate', data => socket.broadcast.emit('candidate', data));
});

import { Server } from 'socket.io';
const io = new Server(3000);

io.on('connection', socket => {
  socket.on('offer', data => socket.broadcast.emit('offer', data));
  socket.on('answer', data => socket.broadcast.emit('answer', data));
  socket.on('candidate', data => socket.broadcast.emit('candidate', data));
});

运行：

node signaling.js

node signaling.js

前端只要连上这个 WebSocket，就能实现信令交换啦。

🌍 六、部署自己的 STUN / TURN 服务（推荐 coturn）

TURN 是保证 WebRTC “万无一失”的关键组件。
当两台设备都在防火墙后面无法直连时，TURN 会帮你中继流量。

安装与启动（以 Ubuntu 为例）：

apt install coturn
turnserver -a -o -v -n --lt-cred-mech \
  --user=webrtc:123456 \
  --realm=example.com \
  --cert=cert.pem --pkey=key.pem

apt install coturn
turnserver -a -o -v -n --lt-cred-mech \
  --user=webrtc:123456 \
  --realm=example.com \
  --cert=cert.pem --pkey=key.pem

这样你就拥有自己的 TURN 服务器啦 🚀

🧰 七、推荐几个超好用的 GitHub 项目

🎯 八、进阶：WebRTC 在前端的更多玩法

• 多人会议：借助 SFU (Selective Forwarding Unit) 实现多路媒体流。
• 屏幕共享：使用 navigator.mediaDevices.getDisplayMedia()。
• 实时字幕 / AI 语音识别：结合 Web Speech API 或 Whisper。
• P2P 文件传输：利用 RTCDataChannel 实现高速直连传输。
• 结合 WebSocket：构建 WebRTC + WebSocket 混合架构。

💬 九、总结与建议

WebRTC 不是一门“学会 API 就能上手”的技术。
它融合了网络、音视频、协议、NAT、加密等多个领域的知识。

但一旦你理解了它的底层逻辑，就能轻松构建出：

• 🎥 在线会议系统
• 💬 实时聊天工具
• 📡 实时监控平台
• 🧠 AI 实时语音 / 视频分析系统

从浏览器端就能打通“实时通信”的世界，这就是 WebRTC 的魅力。

希望这篇文章能帮你少走一些弯路，也希望你能亲手跑通 Demo，感受一下真正的「实时 Web」。

🔗 延伸阅读 & 学习路线

• 📘 MDN WebRTC API 文档
• 📘 Google WebRTC 官方教程
• 📘 Pion WebRTC Cookbook