CN107809683B - 一种基于浏览器无插件的直播系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于浏览器无插件的直播系统及方法，包括了主播端、观众端、媒体服务器，STUN服务器和TURN服务器。主播端和观众端通过STUN确认身份，优先使用默认连接方式；如果默认连接方式不可用，双方将查询TURN服务器并将TURN作为中继服务器使用。连接成功后，信令服务器、STUN服务器和TURN服务器再相互传输交换SDP数据，建立为WebRTC准备的RTCPeerConnection连接。最后，主播端和观众端之间触发一系列事件，主播端得以向观众端传输音视频数据。本发明的优点在于采用了WebRTC技术和一系列协议方式，本发明的直播系统无需在本地系统上安装插件或客户端即可使用。

Description

一种基于浏览器无插件的直播系统及方法
技术领域
本发明涉及直播系统领域，更具体地，涉及一种基于浏览器无插件的直播系统及方法。
背景技术
现在存在着各式各样的直播系统，直播系统的主流工作原理包括如下基本步骤：采集、编码、推流和播放。在采集步骤中，直播系统利用OBS或其他开源 SDK，采集现场设备的音视频；在编码步骤中，直播系统通过常用的H264、H265、 AAC等编解码技术进行编码、压缩；在推流步骤中，直播系统将经过编码、压缩的音视频流推到流媒体服务器上。最后，观看者从流媒体处理器上获取媒体流并解码播放。
但是，这种工作原理需要主播端事先安装好插件或客户端才能使用，譬如基于OBS开发的直播客户端工具。此外，每过一段时间，直播系统需要功能升级的，主播端需要下载更新安装包至本地，才能完成直播系统插件或客户端的更新并使用。
发明内容
本发明为克服上述现有技术需要下载插件或客户端的问题，提供一种基于浏览器无插件的直播系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种基于浏览器无插件的基于浏览器无插件的直播系统，包括：用户端、媒体服务器、STUN服务器和TURN服务器；所述用户端为在网页上运行的程序；所述媒体服务器包括信令服务器和WebRTC接口；所述STUN服务器用于验证用户端的身份；所述TURN服务器为用户端之间的备用连接方式；所述用户端通过STUN服务器验证后，使用默认连接方式或TURN服务器与WebRTC接口连接，向媒体服务器发送或读取信息。
以上的用户端和服务器为构成基于浏览器无插件的直播系统的基本条件。
在一般直播中，由主播展开直播活动并生成音视频数据，向正在观看该主播直播间的观众发送音视频数据，优选的，所述用户端包括主播端和观众端。
为了使主播端和观众端之间通过IP地址进行连接，所述STUN服务器用于检测公共IP地址和NAT类型，其本身不参与验证身份完毕后的数据传输。
为了使主播端和观众端之间在直接连接失败后采用备用方案，优选的，在所述默认连接方式失败后，所述主播端和所述观众端查询所述TURN服务器，用所述TURN服务器作为用户端和媒体服务器之间的中继服务器。
一种基于浏览器无插件的直播系统方法，包括以下步骤：
S1：主播端、观众端和媒体服务器建立RTCPeerConnection连接；
S2：所述媒体服务器检测所述观众端状态，如果所述观众端处于准备状态，所述媒体服务器触发iceCandidate事件；
S3：在onIceCandidate事件处理程序中将candidate通过信令服务器发送给所述主播端和所述观众端；
S4：所述主播端和所述观众端在接受到彼此的candidate后，通过addIceCandidate方法将所述主播端和所述观众端的candidate加入到 PeerConnection实例中；
S5：所述主播端调用PeerConnection.addStream方法，将本地视频/音频数据流加入到连接中，所述观众端会触发onAddStream事件接受并显示数据流。
在步骤S1到步骤S6中，主播端、观众端和媒体服务器之间建立RTCPeerConnection连接，与信令服务器交换candidate信息，使最终主播能够使用单一方法便能触发观众端的事件，便能让观众端接收音视频数据。
所述步骤S1包括以下步骤：
S1.1：所述主播端和所述观众端取得本机地址并相互建立连接；
S1.2：所述主播端和所述观众端通过WebRTC接口跟信令服务器进行交换信令；
S1.3：所述主播端获取自己的SDP信息，发送至所述信令服务器；
S1.4：所述信令服务器把所述主播端SDP发送至所述观众端；
S1.5：所述观众端根据收到的所述主播端SDP的类型，设置自己的RTCPeerConnection连接参数；
S1.6：所述观众端获取自己的SDP信息，发送至所述信令服务器；
S1.7：所述信令服务器将所述观众端SDP发送至所述主播端， RTCPeerConnection连接成功。
在步骤S1.1到步骤S1.7中，信令服务器加入主播端和观众端当中，并建立RTCPeerConnection连接。
所述步骤S1.1包括以下步骤：
S1.1.1：所述主播端和所述观众端通过WebRTC接口，向ICE协议发起获取候选地址请求；
S1.1.2：所述ICE协议查询操作系统，取得本地IP地址；
S1.1.3：所述ICE协议查询外部STUN服务器，取得公共IP地址和端口，所述主播端和所述观众端之间建立连接；
S1.1.4：如果步骤S1.1.3失败，所述ICE协议查询TURN服务器，所述TURN 服务器作为中间设备，所述主播端和所述观众端之间的通过所述TURN服务器建立连接。
在步骤S1.1.1和步骤S1.1.4中，主播端和观众端通过WebRTC接口建立相互之间的连接。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
通过STUN服务器，主播端和观众端之间可选择相互直接连接，或者通过 TURN服务器进行传递式连接。主播端和观众端通过信令服务器之间交换SDP 信息，从而建立RTCPeerConnection连接。媒体服务器发现新建的 RTCPeerConnection连接后，便触发相应的一系列事件，使主播端调用addStream 方法时，能把数据流直接传输给观众端
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为基于浏览器无插件的示意图；
图2为主播端、观众端和媒体服务器之间直接连接的示意图；
图3位主播端、观众端和媒体服务器之间通过TURN服务器连接的示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1-3所示，一种基于浏览器无插件的基于浏览器无插件的直播系统，采用开源WebRTC技术。该直播系统包括：用户端、媒体服务器、STUN服务器和 TURN服务器。
用户端为在网页上运行的程序，例如采用Javascript在网页上直接编写的程序。媒体服务器是一个基于WebRTC的服务器，采用符合WebRTC标准的模块，包括了必要的信令服务器和WebRTC接口。STUN服务器用于验证用户端的身份， STUN服务器首先接收用户端的请求，然后通过用户端的请求确定用户端的公共 IP地址及其本地NAT的类型。TURN服务器为用户端之间的备用连接方式。用户端通过STUN服务器验证后，使用默认连接方式或TURN服务器与WebRTC 接口连接，向媒体服务器发送或读取信息。
在一般直播中，由主播展开直播活动并生成音视频数据，向正在观看该主播直播间的观众发送音视频数据，所以用户端主要包括主播端和观众端，主播端包括了能够持续输出音视频数据的功能，观众端包括了能够接受并播放音视频数据的功能。
当观众端要通过网络观看主播端的视频的时候，主播端和观众端之间先通过本地NAT和因特网进行连接，STUN服务器用于检测公共IP地址和NAT类型，验证完毕后，主播端和客户端优先选择直接通过直播系统的媒体服务器连接。 STUN服务器本身不参与验证身份完毕后的数据传输。
由于上述主播端和客户端直接通过媒体服务器连接的方法的必要条件是 NAT为对称类型，而现实中存在着NAT为非对称类型的情况。因此，为了使主播端和观众端之间在直接连接失败后采用为非对称NAT准备的备用方案，在默认连接方式失败后，用户端查询TURN服务器，用TURN服务器作为用户端和媒体服务器之间的中继服务器。
一种基于浏览器无插件的直播系统方法，包括以下步骤：
S1：主播端、观众端和媒体服务器建立RTCPeerConnection连接，RTCPeerConnection可使本地直播系统网页的程序连接到远端的WebRTC接口，提供了创建,保持,监控,关闭连接等方法的实现；
S2：媒体服务器检测观众端状态，如果观众端处于准备状态，媒体服务器触发iceCandidate事件；
S3：在onIceCandidate事件处理程序中将candidate通过信令服务器发送给主播端和用户端，candidate用于提供IP地址、端口等信息，以指明数据将要交换的位置；
S4：主播端和观众端在接受到彼此的candidate后，通过addIceCandidate方法将主播端和用户端的candidate加入到PeerConnection实例中；
S5：主播端调用PeerConnection.addStream方法，将本地视频/音频数据流加入到连接中，观众端会触发onAddStream事件接受并显示数据流。
在步骤S1到步骤S6中，主播端、观众端和媒体服务器之间建立RTCPeerConnection连接，通过一系列事件，使最终主播能够使用单一方法便能触发观众端的事件，使观众端接收音视频数据。
步骤S1包括以下步骤：
S1.1：主播端和观众端取得本机地址并相互建立连接；
S1.2：主播端和观众端通过WebRTC接口跟信令服务器进行交换信令；
S1.3：主播端获取自己的SDP信息，根据UDP协议，发送至信令服务器；
S1.4：信令服务器把主播端SDP发送至观众端；
S1.5：观众端根据收到的主播端SDP的类型，设置自己的RTCPeerConnection 连接参数；
S1.6：观众端获取自己的SDP信息，发送至信令服务器；
S1.7：信令服务器将观众端SDP发送至主播端，RTCPeerConnection连接成功。
在步骤S1.1到步骤S1.7中，信令服务器通过媒体服务器的WebRTC接口，加入主播端和观众端当中，并建立RTCPeerConnection连接。
步骤S1.1包括以下步骤：
S1.1.1：主播端和观众端通过WebRTC接口，向ICE协议发起获取候选地址请求；
S1.1.2：ICE协议查询操作系统，取得本地IP地址；
S1.1.3：ICE协议查询外部STUN服务器，取得公共IP地址和端口，主播端和观众端之间建立连接；
S1.1.4：如果步骤S1.1.3失败，ICE协议查询TURN服务器，TURN服务器作为中间设备，主播端和观众端之间的通过TURN服务器建立连接。
在步骤S1.1.1和步骤S1.1.4中，主播端和观众端通过WebRTC接口建立相互之间的连接，连接方式可谓默认连接方式或基于非对称NAT的TURN传递连接方式。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于浏览器无插件的直播系统，其特征在于，包括：用户端、媒体服务器、STUN服务器和TURN服务器；
所述用户端为在网页上运行的程序；
所述媒体服务器包括信令服务器和WebRTC接口；
所述STUN服务器用于验证用户端的身份；
所述TURN服务器为用户端之间的备用连接方式；
所述用户端通过STUN服务器验证后，使用默认连接方式或TURN服务器与WebRTC接口连接，向媒体服务器发送或读取信息。
2.根据权利要求1所述的基于浏览器无插件的直播系统，其特征在于，所述用户端包括主播端和观众端。
3.根据权利要求1所述的基于浏览器无插件的直播系统，其特征在于，所述STUN服务器用于检测公共IP地址和NAT类型，其本身不参与验证身份完毕后的数据传输。
4.根据权利要求2所述的基于浏览器无插件的直播系统，其特征在于，在所述默认连接方式失败后，所述主播端和所述观众端查询所述TURN服务器，用所述TURN服务器作为用户端和媒体服务器之间的中继服务器。
5.一种基于浏览器无插件的直播系统方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：主播端、观众端和媒体服务器建立RTCPeerConnection连接；
S2：所述媒体服务器检测所述观众端状态，如果所述观众端处于准备状态，所述媒体服务器触发iceCandidate事件；
S3：在onIceCandidate事件处理程序中将candidate通过信令服务器发送给所述主播端和所述观众端；
S4：所述主播端和所述观众端在接受到彼此的candidate后，通过addIceCandidate方法将所述主播端和所述观众端的candidate加入到PeerConnection实例中；
S5：所述主播端调用PeerConnection.addStream方法，将本地视频/音频数据流加入到连接中，所述观众端会触发onAddStream事件接受并显示数据流。
6.根据权利要求5所述的基于浏览器无插件的直播系统方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：
S1.1：所述主播端和所述观众端取得本机地址并相互建立连接；
S1.2：所述主播端和所述观众端通过WebRTC接口跟信令服务器进行交换信令；
S1.3：所述主播端获取自己的SDP信息，发送至所述信令服务器；
S1.4：所述信令服务器把所述主播端SDP发送至所述观众端；
S1.5：所述观众端根据收到的所述主播端SDP的类型，设置自己的RTCPeerConnection连接参数；
S1.6：所述观众端获取自己的SDP信息，发送至所述信令服务器；
S1.7：所述信令服务器将所述观众端SDP发送至所述主播端，RTCPeerConnection连接成功。
7.根据权利要求6所述的基于浏览器无插件的直播系统方法，其特征在于，所述步骤S1.1包括以下步骤：
S1.1.1：所述主播端和所述观众端通过WebRTC接口，向ICE协议发起获取候选地址请求；
S1.1.2：所述ICE协议查询操作系统，取得本地IP地址；
S1.1.3：所述ICE协议查询外部STUN服务器，取得公共IP地址和端口，所述主播端和所述观众端之间建立连接；
S1.1.4：如果步骤S1.1.3失败，所述ICE协议查询TURN服务器，所述TURN服务器作为中间设备，所述主播端和所述观众端之间的通过所述TURN服务器建立连接。
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