WebRTC 架构的优点与局限性

WebRTC（Web Real-Time Communication）是谷歌开发的一种开源协议，所有主流浏览器都支持它，因此无需第三方音频和视频流插件。

不过，我们必须明白，虽然 WebRTC 很容易设置，而且非常适合小规模通信使用（1-4 个参与者），但一旦规模扩大，它就会变得复杂。WebRTC 技术的设计目的是在没有中间服务器的情况下实现点对点连接，因此它本身无法处理大量受众。要在超过少数设备上扩展体验，它需要后台基础设施。有几种不同的方法可以实现 WebRTC 的可扩展后端。

实际应用中有三种主要架构： 点对点（Mesh）、选择性转发单元（SFU）和多点控制单元（MCU）。大多数团队一开始使用其中一种，但最终会采用混合方法，根据使用情况和流上的参与者数量组合使用网状结构/选择性转发单元（SFU）/多点控制单元（MCU）。

在本篇文章中，我们将逐一介绍这些 WebRTC 架构，重点关注它们的优点和局限性。

Mesh

参与者直接相互连接，形成类似网络的网状网络。Mesh 基础设施是以下应用的理想选择：小型群组视频通话（2-4 人）；P2P 文件共享应用；低延迟游戏应用，其中直接连接至关重要。

优点

• 可扩展性： 由于点对点直接连接可减少服务器负载，因此适用于小型群组。
• 延迟： 在适当的网络条件下，由于点对点之间的直接通信，延迟极小。
• 隐私性：不涉及中央服务器，可提高隐私性。

局限性：

• 可扩展性： 由于连接管理复杂，因此不能很好地扩展到大量参与者。
• 安全性： 需要额外的安全措施来管理同行发现和认证。
• 网络问题： 依赖于良好的点对点连接，这可能会受到防火墙、NAT（网络地址转换）或一般网络拥塞的影响。

选择性转发单元（SFU）

参与者连接到媒体服务器，由服务器决定在参与者之间转发哪些数据流，而不修改内容。SFU 基础设施非常适合以下用途： 适用于中等规模群体（5-15 人）的视频会议；以单向交流（主讲人与听众）为主的网络研讨会；需要有效利用服务器资源的应用。

优点

• 可扩展性：SFU 充当中心枢纽，将媒体流转发给连接的参与者，因此可扩展至更大的群组。
• 安全性：集中控制使安全措施更容易实施。
• 网络问题：通过处理媒体路由，可缓解一些网络问题。

局限性：

• 延迟：由于通过 SFU 的额外跳转会带来延迟。
• 单点故障：SFU 成为中心故障点，影响整个系统的可靠性。
• 成本：SFU 需要额外的服务器资源。

多点控制单元 (MCU)

与会者连接到媒体服务器，该服务器负责接收、处理（混音、录制、排版）媒体流，并在与会者之间分发媒体流。MCU 基础设施非常适合以下情况：有许多与会者（15 人以上）的大型会议或网络研讨会；需要流录制、内容混合或复杂布局等高级功能的应用；与会者端网络条件不可靠或不稳定的情况。

优点

• 可扩展性：高度可扩展性，适用于与会者众多的大型会议。
• 内容处理：MCU 可执行高级处理，如混合音频/视频流、录制和布局管理。
• 网络问题：MCU 可根据不同带宽调整数据流，从而处理某些网络变化。

局限性：

• 延迟：由于 MCU 采用集中处理方式，与网状网络相比延迟较高。
• 成本：MCU 需要大量服务器资源进行处理，增加了成本。
• 复杂性：设置和管理 MCU 可能很复杂。

Hybrid（混合架构）

将所有其他架构的元素结合在一起，创建一个适应性强的解决方案。例如，Mesh 适用于小型会议，MCU 适用于大型会议。混合架构通常用于以下情况：单场会议的与会者人数不等；需要可扩展性和高级功能（如录制、布局管理或流混合）的场景。

优点

• 灵活性： 结合不同架构的优势。(例如，网状结构适用于小型会议，MCU 适用于大型会议）
• 可扩展性： 适应不同的用户数量。
• 成本效益： 只在需要时才使用 SFU/MCU，更具成本效益。

局限性

• 复杂性： 与单一类型架构相比，需要更复杂的设计和管理。
• 延迟： 延迟可能因特定连接使用的架构而异。
• 故障排除： 由于混合架构，发现问题可能更具挑战性。

选择合适的 WebRTC 架构取决于应用程序的具体需求。在做出决定之前，请考虑参与人数、延迟要求、安全问题和成本等因素。对于 WebRTC，没有放之四海而皆准的解决方案。