WebRTC：數據傳輸相關協議簡介

對網絡協議來講，須要作的一般就兩件事情：一、創建鏈接，二、傳輸數據，WebRTC也不例外。

假設WebRTC應用的兩端已經創建了鏈接，那麼，剩下就是如何傳輸數據的問題了。

WebRTC同時支持傳輸音視頻數據、自定義應用數據。這其中，涉及多種協議，包括UDP、RTP/SRTP、RTCP/SRTCP、DTLS、SCTP。

這些協議名字比較類似，很容易讓人混淆，簡單總結下：

1. 傳輸音視頻數據相關協議：UDP、DTLS、RTP/SRTCP；
2. 傳輸自定義應用數據相關協議：UDP、DTLS、SCTP；

下面就簡單介紹下，這些協議是作什麼的，有什麼區別，存在什麼聯繫。

加密信道創建：UDP、DTLS

對WebRTC應用來講，無論是音視頻數據，仍是自定義應用數據，都要求基於加密的信道進行傳輸。DTLS 有點相似 TLS，在UDP的基礎上，實現信道的加密。

DTLS的主要用途，就是讓通訊雙方協商密鑰，用來對數據進行加解密。

1. 通訊雙方：經過DTLS握手，協商生成一對密鑰；
2. 發送方：對數據進行加密；
3. 發送方：經過UDP傳輸加密數據；
4. 接收方：對加密數據進行解密；

音視頻數據傳輸：RTP/SRTP、RTCP/SRTCP

首先，咱們先來看下RTP、RTCP的大概用途：

1. RTP（Realtime Transport Protocol）：實時傳輸協議，主要用來傳輸對實時性要求比較高的數據，好比音視頻數據。
2. RTCP（RTP Trasport Control Protocol）：RTP傳輸控制協議，跟RTP在同一份RFC中定義，主要用來監控數據傳輸的質量，並給予數據發送方反饋。

也就是說：

1. RTP用來傳輸音視頻數據；
2. RTCP用來傳輸(質量)控制數據；好比監控傳輸的質量，並在會話雙方之間進行同步，方便WebRTC根據傳輸質量進行動態調整，好比傳輸的速率、視頻的碼率等。

至於SRTP、SRTCP，分別在RTP、RTCP的基礎上加了個S(Secure)，表示安全的意思，這個就是DTLS作的事情了。

結合前面內容，總結一下音視頻數據的發送過程：

1. 通訊雙方：經過DTLS握手，協商生成一對密鑰；
2. 數據發送方：將音視頻數據封裝成RTP包，將控制數據封裝成RTCP包；
3. 數據發送方：利用加密密鑰，對RTP包、RTCP包進行加密，生成SRTP包、SRTCP包；
4. 數據發送方：經過UDP傳輸SRTP包、SRTCP包；

備註：SRTP/SRTCP包中，除了加密數據，還有其餘信息，這裏不展開細節。

自定義應用數據傳輸：SCTP

SCTP（Stream Control Transmission Protocol）：流控制傳輸協議。

以前介紹過，RTP/RTCP主要用來傳輸音視頻，是爲了流媒體設計的。而對於自定義應用數據的傳輸，WebRTC中使用了SCTP協議。

一樣的，SCTP依賴DTLS創建的加密信道，對於自定義應用數據的發送，流程以下：

1. 通訊雙方：經過DTLS握手，協商生成一對密鑰；
2. 數據發送方：將自定義應用數據，經過密鑰進行加密，生成SCTP包；
3. 數據發送方：經過UDP傳輸SCTP包；

寫在後面

爲了便於講解，跳過了不少協議的細節，有些地方可能會不夠嚴謹，感興趣的同窗能夠進行進一步研究，好比如下問題：

1. 傳輸層用了UDP，UDP自己是不可靠的，那麼，音視頻數據、自定義用戶數據的時序、質量是如何保證的？
2. RTP用來傳遞音視頻數據，爲何還須要有RTCP？
3. 爲何說RTP不適合傳輸自定義用戶數據？
4. SCTP如何從協議層面兼顧傳輸的效率和質量？如何實現自定義數據的高效傳遞？
5. 其餘

相關連接

RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications
https://tools.ietf.org/html/rfc3550

Stream Control Transmission Protocol
https://tools.ietf.org/html/rfc4960

Datagram Transport Layer Security
https://tools.ietf.org/html/rfc4347