CN108418789A - 一种基于WebRTC的通信系统及其通信方法、信令服务器 - Google Patents

一种基于WebRTC的通信系统及其通信方法、信令服务器 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及广域网通信领域，公开了一种基于WebRTC的通信系统及其通信方法、信令服务器。本发明中一种基于WebRTC的通信系统，包括：信令服务器和加速网络；加速网络，用于根据来自信令服务器的信息确定一条通信路径，并将通信路径的边缘节点IP反馈至信令服务器；信令服务器，用于在第一客户端请求向第二客户端发送数据流时，将来自第一客户端的信息同步至加速网络；还用于将来自加速网络的边缘节点IP反馈至第一客户端，供第一客户端接入加速网络，使第一客户端通过加速网络提供的通信路径将数据流传输至第二客户端。本发明实施方式中的基于WebRTC的通信系统及其通信方法、信令服务器实现提升基于WebRTC的通信质量，同时便于推广。

Description

一种基于WebRTC的通信系统及其通信方法、信令服务器
技术领域
本发明实施例涉及广域网通信领域，特别涉及基于WebRTC的通信加速技术。
背景技术
广域网(WAN，Wide Area Network)也称远程网(long haul network)。通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个城市或国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。覆盖的范围比局域网(LAN)和城域网(MAN)都广。广域网的通信子网主要使用分组交换技术。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网，它将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。如因特网(Internet)是世界范围内最大的广域网。广域网是由许多交换机组成的，交换机之间采用点到点线路连接，几乎所有的点到点通信方式都可以用来建立广域网，包括租用线路、光纤、微波、卫星信道。而广域网交换机实际上就是一台计算机，有处理器和输入/输出设备进行数据包的收发处理。
Web Real-Time Communication(Web实时通信，WebRTC)由一组标准、协议和JavaScript (直译式脚本语言)API组成，用于实现浏览器之间(端到端)的音频、视频及数据共享。WebRTC技术包含音频视频采集和处理以及网络传输功能，将多媒体的处理嵌入到浏览器中，是一种基于浏览器的多媒体实时通信技术。现在采用的系统主要包括调度服务器、信令服务器、STURN服务器(STURN指：简单UDP穿透NAT(网络地址转换))、客户端浏览器。在客户端无法穿透内网使得双方无法直接通信时，或在两个客户端的IP(网络之间互连的协议，Internet Protocol)所在物理区域相差太远，直接通信可能传输质量差时，由信令服务器决策，可能采用中继服务器进行中转。但本申请发明人发现现有技术中至少存在以下弊端：
1)如果直接进行双方互联，则可能由于双方物理位置的原因，比如跨国，跨运营商等问题，而导致双方的视频效果极差，出现卡顿，会话中断等。
2)当客户端浏览器NAT穿透失败或者点对点通信质量差时，可以通过中继服务器进行中转。为了可以满足全部用户的传输质量要求，则要求中继服务器具有较优的性能，也就是说，对中继服务器的硬件需求较高。
3)当系统的服务人数增加后，中继服务器的负载能力则会成为整个通信系统可服务人数的瓶颈。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种基于WebRTC的通信系统及其通信方法、信令服务器，提升基于WebRTC的通信质量，便于推广。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种基于WebRTC的通信系统，包括：信令服务器和加速网络；所述加速网络，用于根据来自所述信令服务器的信息确定一条通信路径，并将所述通信路径的边缘节点IP反馈至所述信令服务器；所述信令服务器，用于在第一客户端请求向第二客户端发送数据流时，将来自所述第一客户端的信息同步至所述加速网络；还用于将来自所述加速网络的边缘节点IP反馈至所述第一客户端，供所述第一客户端接入所述加速网络，使第一客户端通过所述加速网络提供的通信路径将数据流传输至所述第二客户端。
本发明的实施方式还提供了一种基于WebRTC的通信方法，应用于信令服务器，所述通信方法包括：在第一客户端请求连接第二客户端时，将来自所述第一客户端的信息同步至预设的加速网络；获取由所述加速网络提供的边缘节点；将所述边缘节点的IP地址反馈至所述第一客户端，供所述第一客户端接入所述加速网络，使第一客户端通过所述加速网络提供的通信路径将数据流传输至所述第二客户端。
本发明的实施方式还提供了一种信令服务器，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上述的基于WebRTC的通信方法。
本发明的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于WebRTC的通信方法。
本发明实施方式相对于现有技术而言，主要区别及其效果在于：在WebRTC通信系统中新增加速网络，在两个客户端请求点对点通信时，信令服务器反馈加速网络提供的边缘节点IP替代目标客户端的IP，使得两个客户端在点对点通信时，利用加速网络提供的专用通信路径，替代现有点对点通信时所用的公网通信路径，提升通信质量。另外，由于信令服务器只需将目标IP替换为加速网络的边缘节点IP即可实现通信路径的改变，第一客户端本身无需改变，使得本申请实施方式可以直接应用于现有客户端，便于推广。
作为进一步改进，基于WebRTC的通信系统还包括：TURN服务器和中继服务器；所述TURN服务器用于辅助所述第一客户端和所述第二客户端进行内网穿透；所述中继服务器，用于在所述TURN服务器穿透失败时，通过所述加速网络接收来自所述第一客户端的数据流，并通过所述加速网络将数据流发送至所述第二客户端。利用TURN服务器进行穿透，并在穿透失败时才利用中继服务器进行数据流中转，减少中继服务器的用户数。
作为进一步改进，所述信令服务器还用于根据所述第一客户端的IP和所述边缘节点的IP判断是否需要采用中继服务器进行通信；所述中继服务器，还用于在所述信令服务器判定需要采用中继服务器进行通信时，通过所述加速网络接收来自所述第一客户端的数据流，并通过所述加速网络将数据流发送至所述第二客户端。进一步限定信令服务器可以根据IP地址确定传输质量，并在判定传输质量不好的时候，采用加速网络和中继服务器叠加的通信方式，进一步保证通信质量良好。
作为进一步改进，所述加速网络中预设有N条通信路径，所述N为大于1的自然数；所述加速网络，具体用于根据来自所述信令服务器的信息从所述N条通信路径中选择一条最优路径，并提供给所述信令服务器。进一步限定加速网络中有多条通信路径，可以选择最佳路径作为客户端的通信路径，进一步保证所选的通信路径具有较佳的通信质量。
作为进一步改进，所述最优路径包括双线或BGP资源。采用双线或BGP资源，可以进一步提升通信质量。
作为进一步改进，所述加速网络中的数据传输采用TCP或UDP协议。
作为进一步改进，所述信令服务器将来自所述第一客户端的信息同步至所述加速网络时，所同步的信息包括所述第一客户端的IP和所述第二客户端的IP。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是根据本发明第一实施方式中的一种基于WebRTC的通信系统框架图；
图2是根据本发明第二实施方式中的一种基于WebRTC的通信系统框架图；
图3是根据本发明第四实施方式中的一种基于WebRTC的通信方法流程图；
图4是根据本发明第五实施方式中的一种基于WebRTC的通信方法流程图；
图5是根据本发明第六实施方式中的一种信令服务器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种基于WebRTC的通信系统。其结构如图1所示，具体包括：调度服务器、TURN服务器、信令服务器和加速网络，为便于之后的表述，本实施方式中设定需要通信的数据流发送客户端为第一客户端，数据流接收客户端为第二客户端。对上述硬件的功能进行分别说明如下：
第一客户端或第二客户端无论是PC(个人电脑)端还是移动端(如手机)，都可以通过浏览器方位WebRTC服务，实际应用中各家浏览器供应商都提供了WebRTC的大部分支持，所以大部分客户端不需要任何安装就可以使用WebRTC。
调度服务器，用于对用户进行登录校验，账户管理等。
TURN服务器，用于解决NAT穿透问题，协助不同内网的计算机之间建立点对点的UDP通讯。
信令服务器，用于管理和协助通话终端建立点对点通信，还用于与透明加速网络进行交互。具体用于在第一客户端请求向第二客户端发送数据流时，将来自所述第一客户端的信息同步至所述加速网络；还用于将来自所述加速网络的边缘节点IP反馈至所述第一客户端，供所述第一客户端接入所述加速网络，同时第一客户端通过所述加速网络提供的通信路径将数据流传输至所述第二客户端。其中，同步至加速网络的信息可以包括所述第一客户端的IP和所述第二客户端的IP。
加速网络，用于根据来自所述信令服务器的信息确定一条通信路径，并将所述通信路径的边缘节点IP反馈至所述信令服务器。
本实施方式在第一客户端需要和第二客户端进行通信时，通信系统内部工作原理如下：首先调度服务器侦测到第一客户端登录，对第一客户端的用户信息进行验证；接着，在调度服务器验证通过后，由TURN服务器根据所述第一客户端的IP和所述第二客户端的IP进行内网穿透；之后，在TURN服务器穿透成功后，信令服务器将来自所述第一客户端的信息同步至所述加速网络；再者，加速网络通过第一客户端的IP和第二客户端的IP确定一条通信路径，并将该通信路径的边缘节点IP反馈至所述信令服务器。之后，信令服务器修改返回第一客户端的信令内容，将信令内容中的第二客户端IP替换为上述边缘节点IP。第一客户端在收到信令服务器的反馈后，根据边缘节点IP发出数据流。
上述过程中，第一客户端通过浏览器发出数据流时，根据目标IP发送，所以无论是边缘节点IP还是第二客户端IP，都不影响第一客户端的发送过程，也就是说，第一客户端通过浏览器按原来的流程接入透明加速网络的节点，继而通过加速网络提供的通信路径将数据流发送至第二客户端。
本实施方式相对于现有技术而言，主要区别及其效果在于：在WebRTC通信系统中新增加速网络，在两个客户端请求点对点通信时，信令服务器反馈加速网络提供的边缘节点IP替代目标客户端的IP，使得两个客户端在点对点通信时，利用加速网络提供的专用通信路径，替代现有点对点通信时所用的公网通信路径，提升通信质量。另外，由于信令服务器只需将目标IP替换为加速网络的边缘节点IP即可实现通信路径的改变，第一客户端本身无需改变，使得本申请实施方式可以直接应用于现有客户端，便于本发明的推广。
本发明的第二实施方式涉及一种基于WebRTC的通信系统。第二实施方式是在第一实施方式的基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在第一实施方式中，第一客户端发出的数据流通过加速网络发送至第二客户端。而在本发明第二实施方式中，新增中继服务器，提供数据流的转发服务，进一步保证通信质量。
本实施方式中的基于WebRTC的通信系统结构如图2所示，其中除了第一实施方式中的各部件外，还包括：TURN服务器和中继服务器。
其中，TURN服务器，用于根据所述第一客户端的IP和所述第二客户端的IP进行内网穿透。中继服务器，用于在所述TURN服务器穿透失败时，通过所述加速网络接收来自所述第一客户端的数据流，并通过所述加速网络将数据流发送至所述第二客户端。此时发送方客户端浏览器均往中继服务器发送数据，中继服务器再将数据转发给接收方客户端浏览器。
可见，利用本实施方式中新增的中继服务器，提供中继服务器和加速网络结合通信的技术方案，使得通信质量得到进一步保证。
此外，还需要说明的是，TURN服务器穿透成功时，信令服务器可以选择不采用中继服务器进行数据中转，也可以选择采用中继服务器进行数据中转。具体的说，信令服务器可以根据第一客户端IP和加速网络反馈的边缘节点IP进行判断，若判定可能的通信质量良好，则可以反馈边缘节点IP，使第一客户端的数据流通过加速网络到达第二客户端；若判定可能的通信质量较差，则可能更改决策，反馈边缘节点IP，使第一客户端的数据流通过加速网络到达中继服务器，第二客户端也通过加速网络到达中继服务器，中继服务器再利用客户端连接上来的链路将对端的数据转发给相应客户端。
也就是说，中继服务器，还用于在所述信令服务器判定需要采用中继服务器进行通信时，通过所述加速网络接收来自所述第一客户端的数据流，并通过所述加速网络将数据流发送至所述第二客户端。
可见，通过加速网络提供的通信路径，使得一部分采用公网路径通信的客户端的通信质量得以改善，无需采用中继服务器进行中转，相对于现有技术中所有通信质量较差的客户端都采用中继服务器进行中转，中继服务器的用户人数大大降低，降低中继服务器的压力，同时降低中继服务器的硬件需求，进而提升本实施方式中通信系统的可服务人数。
本发明的第三实施方式涉及一种基于WebRTC的通信系统。第三实施方式是在第一实施方式的基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在加速网络中预设多条通信路径，使得加速网络在提供通信路径时有更多的选择，进一步保证通信质量。
具体的说，加速网络，具体用于根据来自所述信令服务器的信息从所述N条通信路径中选择一条最优路径，并提供给所述信令服务器。其中，最优路径可以包括双线或边界网关协议BGP资源。
本实施方式中的加速网络可以不依赖应用协议(实际应用中可以采用TCP或UDP协议)，在网络中选择最优的路径进行数据传输，可以提供最优接入节点给信令服务器，由信令服务器修改Candidate数据(候补数据)返回给客户端浏览器，另外，透明加速网络还需要提供API给信令服务器，接收信令服务器同步的两个客户端IP/PORT对，存入数据库。当客户端浏览器接入该网络时，该网络需要根据来源的IP/PORT，查询数据库，得到另一个客户端的IP/PORT，选择到达另一个客户端的最优路径，将视频流快速传递到另一个客户端浏览器。
综上，本实施方式进一步限定加速网络中有多条通信路径，可以选择最佳路径作为客户端的通信路径，进一步保证所选的通信路径具有较佳的通信质量。
本发明第四实施方式涉及一种基于WebRTC的通信方法，应用于信令服务器，其方法流程图如图3所示，包括：
步骤501，将来自所述第一客户端的信息同步至预设的加速网络。
具体的说，在第一客户端请求连接第二客户端时，将来自所述第一客户端的信息同步至预设的加速网络。
步骤502，获取由所述加速网络提供的边缘节点。
具体的说，获取到的可以是边缘节点的IP。
步骤503，将所述边缘节点的IP地址反馈至所述第一客户端。
具体的说，本实施方式中的信令服务器根据对需要反馈给第一客户端的信令内容进行修改，实现利用边缘节点IP替代原本的第二客户端的IP，供所述第一客户端接入所述加速网络，并通过所述加速网络提供的通信路径将数据流传输至所述第二客户端。
可以看出，本实施方式中的信令服务器相对于现有信令服务器的功能有所改进，增加了与加速网络的交互，同时还在加速网络提供边缘节点IP时，将信令内容中的目标客户端IP进行修改，具体修改为边缘节点IP，实现现有第一客户端通过接入加速网络实现加速通信。
本发明第五实施方式涉及一种基于WebRTC的通信方法。第五实施方式是在第四实施方式的基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第五实施方式中新增对第一客户端IP和加速网络所提供的边缘节点IP进行通信质量判定。
具体的说，本实施方式中的方法流程图如图4所示，具体如下：
本实施方式中的步骤601和步骤602与第四实施方式中的步骤501和步骤502相类似，在此不再赘述。
步骤603，判断是否需要采用中继服务器进行通信；若是，则执行步骤604；若否，则执行步骤606。
具体的说，信令服务器根据所述第一客户端的IP和所述边缘节点的IP，判断是否需要采用中继服务器进行通信，可以通过双方IP的物理距离等参数判断是否需要采用中继服务器。
步骤604和步骤606与第四实施方式中的步骤503相类似，在此不再赘述。
步骤605，将所述中继服务器地址发送至所述加速网络。
具体的说，在判定需要采用中继服务器进行通信时，将所述中继服务器地址发送至所述加速网络，供所述加速网络连接。
本发明第六实施方式涉及一种信令服务器，如图5所示，包括：
至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第四实施方式或第五实施方式中提到的基于WebRTC的通信方法。
其中，存储器和处理器采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器和存储器的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器。
处理器负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。
本发明第七实施方式涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例。
即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种基于WebRTC的通信系统，其特征在于，包括：信令服务器和加速网络；
所述加速网络，用于根据来自所述信令服务器的信息确定一条通信路径，并将所述通信路径的边缘节点IP反馈至所述信令服务器；
所述信令服务器，用于在第一客户端请求向第二客户端发送数据流时，将来自所述第一客户端的信息同步至所述加速网络；还用于将来自所述加速网络的边缘节点IP反馈至所述第一客户端，供所述第一客户端接入所述加速网络，使第一客户端通过所述加速网络提供的通信路径将数据流传输至所述第二客户端。
2.根据权利要求1所述的基于WebRTC的通信系统，其特征在于，还包括：TURN服务器；
所述TURN服务器用于辅助所述第一客户端和所述第二客户端进行内网穿透。
3.根据权利要求2所述的基于WebRTC的通信系统，其特征在于，还包括：中继服务器；
所述中继服务器，用于在穿透失败时，通过所述加速网络接收来自所述第一客户端的数据流，并通过所述加速网络将数据流发送至所述第二客户端。
4.根据权利要求3所述的基于WebRTC的通信系统，其特征在于，所述信令服务器还用于根据所述第一客户端的IP和所述边缘节点的IP判断是否需要采用中继服务器进行通信；
所述中继服务器，还用于在所述信令服务器判定需要采用中继服务器进行通信时，通过所述加速网络接收来自所述第一客户端的数据流，并通过所述加速网络将数据流发送至所述第二客户端。
5.根据权利要求1所述的基于WebRTC的通信系统，其特征在于，所述加速网络中预设有N条通信路径，所述N为大于1的自然数；
所述加速网络，具体用于根据来自所述信令服务器的信息从所述N条通信路径中选择一条最优路径，并提供给所述信令服务器。
6.根据权利要求5所述的基于WebRTC的通信系统，其特征在于，所述最优路径包括双线或边界网关协议BGP资源。
7.根据权利要求5所述的基于WebRTC的通信系统，其特征在于，所述加速网络中的数据传输采用TCP或UDP协议。
8.根据权利要求1所述的基于WebRTC的通信系统，其特征在于，所述信令服务器将来自所述第一客户端的信息同步至所述加速网络时，所同步的信息包括所述第一客户端的IP和所述第二客户端的IP。
9.一种基于WebRTC的通信方法，其特征在于，应用于信令服务器，所述通信方法包括：
在第一客户端请求连接第二客户端时，将来自所述第一客户端的信息同步至预设的加速网络；
获取由所述加速网络提供的边缘节点；
将所述边缘节点的IP地址反馈至所述第一客户端，供所述第一客户端接入所述加速网络，使所述第一客户端通过所述加速网络提供的通信路径将数据流传输至所述第二客户端。
10.根据权利要求9所述的基于WebRTC的通信方法，其特征在于，所述获取由所述加速网络提供的边缘节点之后，还包括：
根据所述第一客户端的IP和所述边缘节点的IP，判断是否需要采用中继服务器进行通信；
若判定为需要采用中继服务器进行通信时，将所述中继服务器地址发送至所述加速网络，供所述加速网络连接。
11.一种信令服务器，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求9或10所述的基于WebRTC的通信方法。
12.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求9或10所述的基于WebRTC的通信方法。
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