WebRTC与Websockets的实时通信对比

# 1. 引言

## 1.1 介绍WebRTC与Websockets的概念

WebRTC (Web Real-Time Communication) 是一项提供在浏览器之间进行实时语音、视频通话和数据传输的开放源代码项目，它利用了JavaScript的API来实现浏览器之间的实时通信，无需安装第三方插件或扩展。

Websockets是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议，它提供了浏览器与服务器之间的持久连接，使得服务器可以主动向客户端推送数据，而不需要客户端发送请求。

## 1.2 简要介绍实时通信的背景和需求

随着互联网的发展，实时通信在各种应用中变得越来越重要。比如实时的语音、视频通话需求日益增长，实时游戏需要低延迟的通信，以及各种实时消息通知和推送的场景。WebRTC和Websockets作为实现实时通信的技术方案，各自具有不同的特点和适用场景，因此对它们进行深入的比较和分析，对于选择合适的实时通信技术具有重要意义。

# 2. WebRTC的实时通信

### 2.1 WebRTC的基本原理和技术架构

WebRTC（Web Real-Time Communication）是一种实时通信技术，它允许浏览器之间建立点对点的实时通信连接，实现音视频通话、数据传输等功能。WebRTC基于以下几种核心技术构建：

- **RTCPeerConnection**: 用于建立浏览器间的点对点连接，通过底层的ICE（Interactive Connectivity Establishment）协议实现NAT穿越和防火墙遍历，保证可靠的通信连接。
- **RTCDataChannel**: 用于在浏览器之间传输任意类型的数据，具有高带宽和低延迟的特点。
- **getUserMedia**: 用于获取用户的媒体设备（如摄像头、麦克风）的访问权限，实现实时音视频通信。
- **MediaStream**: 用于表示音视频流，可以将多个音视频轨道合并成一个流并进行传输。

### 2.2 WebRTC提供的实时通信功能和特性

WebRTC提供了丰富的实时通信功能和特性，包括：

- **实时音视频通话**: WebRTC可以实现浏览器之间的实时音视频通话，包括多方通话、屏幕共享等功能。
- **数据传输**: WebRTC可以在浏览器之间传输任意类型的数据，包括文本、文件等，支持高带宽和低延迟的传输。
- **ICE协议**: WebRTC使用ICE协议来实现NAT穿越和防火墙遍历，确保可靠的通信连接。
- **SRTP协议**: WebRTC使用SRTP（Secure Real-time Transport Protocol）协议来保证通信数据的安全性，防止被窃听和篡改。
- **自适应码率控制**: WebRTC可以根据网络情况自动调整音视频码率，确保良好的通信质量。

### 2.3 WebRTC在浏览器间的通信流程

WebRTC在浏览器之间建立实时通信连接的流程如下：

1. 媒体设备获取：通过getUserMedia API获取用户的媒体设备权限，包括摄像头和麦克风。
2. sdp交换：两个浏览器通过信令服务交换Session Description Protocol（SDP）信息，包括媒体协商、网络地址等参数。
3. ICE候选者收集：浏览器根据本地网络环境收集ICE候选者，用于建立连接。
4. 穿越防火墙和NAT：通过ICE协议的候选者选择和尝试，实现穿越防火墙和NAT的功能。
5. 建立点对点连接：使用RTCPeerConnection建立点对点连接，通过ICE协议建立可靠的通信通道。
6. 媒体流传输：通过MediaStream和RTCDataChannel传输音视频流和数据。
7. 通信结束：通信完成后，关闭连接，释放媒体设备。

以上是WebRTC在浏览器之间实现实时通信的基本过程。通过WebRTC，开发者可以方便地实现浏览器之间的实时通信功能，并在多个应用场景中得到广泛应用。

# 3. Websockets的实时通信

Websockets是一种在浏览器和服务器之间建立持久连接的通信协议，从而实现实时的双向数据传输。相比传统的HTTP协议，Websockets可以在不同的浏览器和服务器之间实现低延迟、高效率的实时通信。

#### 3.1 Websockets的基本原理和技术特点

Websockets协议基于TCP协议，通过在HTTP握手阶段使用特殊的HTTP升级请求来建立Websockets连接。一旦连接建立成功，就可以在客户端和服务器之间进行双向的数据传输，而不需要每次都重新建立连接。

Websockets具有以下技术特点：
- 双向通信：客户端和服务器可以在任何时候互相发送数据，实现真正的实时通信。
- 低延迟：由于建立了持久连接，数据传输的延迟较低，适合实时性要求较高的应