SDP 全称 Session Description Protocol,即会话描述协议。SDP 是一份具有特殊约定格式的纯文本描述文档(类似 JSON / XML),其中包含了 WebRTC 建立连接所需的 ICE 服务器信息、音视频编码信息等,而开发者可以使用 WebSocket 等传输协议将其发送到信令服务器。

格式和字段

SDP 遵循 <type>=<value> 这样的格式,其中 <type><value> 均大小写敏感,且 = 之间不能有空格。SDP 由会话级别(session-level)的描述和其后零个或多个媒体级别(media-level)的描述组成。会话级别从 v= 开始,并且持续到第一行媒体级别 m= 所在的位置。每个媒体级别的描述均以 m= 开始,并且持续到下一个 m= 开始的位置,或者 SDP 末尾。

SDP 中有的字段是必须的(REQUIRED);有的字段是可选的(OPTIONAL),可选的字段在如下示例中使用 * 标记。所有字段必须遵循如下顺序排列,这样既可以增强错误检测能力,并且解析器(parser)实现起来也简单很多:

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# 1. 会话级别的描述(及其字段)
v= (protocol version)
o= (originator and session identifier)
s= (session name)
i=* (session information)
u=* (URI of description)
e=* (email address)
p=* (phone number)
c=* (connection information -- not required if included in all media)
b=* (zero or more bandwidth information lines)
# 2. 一个或多个时间描述(字段参见下文)
z=* (time zone adjustments)
k=* (encryption key)
a=* (zero or more session attribute lines)
# 3. 零个或多个媒体级别的描述(字段参见下文)

# 时间描述的字段有这些
t= (time the session is active)
r=* (zero or more repeat times)

# 媒体级别的描述字段有这些
m= (media name and transport address)
i=* (media title)
c=* (connection information -- optional if included at session level)
b=* (zero or more bandwidth information lines)
k=* (encryption key)
a=* (zero or more media attribute lines)

可以看到,SDP 的字段名 <type> 故意设计得十分简短,因为其本意便是不可随意扩展的,解析器遇到不可识别的字段名可以直接忽略之。如果想要针对特定类型的媒体或应用做扩展,可以使用专为扩展而设计的 a 字段。

会话级别的描述中的 ca 的值默认适用于所有媒体级别的描述。不过如果某个媒体级别的描述具有相同名称的字段,则可复写之(类似父类和子类的复写)。

以下是一个典型的 SDP 描述,大家可以有一个感性的认识:

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v=0
o=jdoe 2890844526 2890842807 IN IP4 10.47.16.5
s=SDP Seminar
i=A Seminar on the session description protocol
u=http://www.example.com/seminars/sdp.pdf
e=j.doe@example.com (Jane Doe)
c=IN IP4 224.2.17.12/127
t=2873397496 2873404696
a=recvonly
m=audio 49170 RTP/AVP 0
m=video 51372 RTP/AVP 99
a=rtpmap:99 h263-1998/90000

关于 SDP 格式和字段的更多内容,本文就不继续展开了,建议读者直接查阅 RFC 4566 - SDP: Session Description Protocol。SDP 通常是 WebRTC 根据代码配置生成的,开发者不需要刻意去手动修改 SDP。并且我们通常接触的 SDP 字段可能就那几个,笔者会在后续文章中提及。

信令服务器

WebRTC 设备之间建立连接先需要获得彼此的 SDP。而设备是无穷无尽的,我们不可能凭空知道任意设备的 SDP,因此需要借助一台第三方服务器交换彼此的 SDP,而这台服务器我们便称之为信令(Signaling)服务器。

通常来说,我们使用 WebSocket 与信令服务器之间进行连接。由于 WebSocket 是双向通信协议,服务器可以很轻易地发送数据给客户端。而「信令」这个词虽然听起来有点拗口,但其实就是一系列 WebSocket 请求,开发者可以自定义 RequestBody 的内容(比如使用 JSON),只要能表达自己想表达的意思就好。

信令服务器除了被用来交换 SDP,还会被用来维护进房逻辑、传递用户的状态(比如开关摄像头)等。饶是如此,信令服务器并不是 WebRTC 的一部分,你可以使用自己喜欢的 Web 后端框架实现它,比如 DjangoGin 或者 Koa

此外,在 ICE 交互流程介绍 中我们提到,WebRTC 需要借助 ICE 服务器进行 P2P 打洞连接。那么这里的 ICE 服务器可以和信令服务器是同一个服务,也可以是分别独立的服务。独立的服务可能有利于后端横向扩容,不过这超出了本文的讨论范围。笔者在实际项目中使用的 WebRTC 框架是 mediasoup,它同时集成了 ICE 和信令两个功能,即同一个服务(简单)。

交换过程

WebRTC 使用 PeerConnection 这个类创建连接,它包含两个生成 SDP 的方法,分别是 CreateOffer()CreateAnswer(),前者由会话发起方调用生成 offerSdp 并发送到信令服务器;后者在应答方在收到信令服务器消息后被调用生成 answerSdp,然后也发送回信令服务器。

PeerConnection 还包含两个设置 SDP 的方法,分别是 SetLocalDescription()SetRemoteDescription(),前者用来设置本地(自己)的 localSdp,后者用来设置接收到的对端 remoteSdp。对于会话发起方而言,localSdp 即是 offerSdp,remoteSdp 即是 answerSdp;对于应答方而言,localSdp 即是 answerSdp,而 remoteSdp 即是接收到的 offerSdp。

上述四个方法的有序组合即可构成 WebRTC 设备之间的 SDP 交换过程。其实这也是一种协商过程,因为应答方需要根据发起方提供的 SDP(ICE 服务器信息、音视频编码信息等)决定如何回复。因为与后续的「连接流程」章节的内容有重合,这里只是简单地给出示意图:

以上。相信读者已经对 SDP 及其交换过程有了比较清晰的了解。