WebRTC 应用程序故障排除的基本工具和技术

通过 WebRTC 的强大功能，数百万人可以与各大洲的同事进行面对面连接、在虚拟白板上实时协作、与支持团队共享屏幕等等。然而，当问题出现时，在复杂的连接网络中找出根本原因就像大海捞针。

虽然具有挑战性，但 WebRTC 应用程序的故障诊断可以变得更加易于管理。有了正确的诊断工具和系统化的方法，您就能在连接问题影响用户之前快速识别并解决它们。在本篇文章中，我们将探讨常见的故障排除情况，向您展示如何有效利用数据，并介绍简化调试过程的基本工具。

数据的重要性

尽管开发团队尽了最大努力来构建强大且有弹性的软件应用程序，但随着时间的推移，不可预见的情况、不断变化的需求和极端情况不可避免地会出现。当它们出现时，它们通常会暴露出导致故障的漏洞或限制。由于其固有的复杂架构，WebRTC 应用程序特别容易遇到此类问题。

因此，软件开发人员必须采取措施，在不可避免地发生事故时有效应对事故。理想情况下，此类措施应包括自动恢复机制，但至少必须提供清晰且可操作的信息，以帮助识别和解决潜在问题。

WebRTC 应用程序本身生成的数据在解决问题时起着至关重要的作用。数据使开发团队能够了解问题的根本原因，并指导他们实施适当的解决方案。

因此，对 WebRTC 应用程序进行故障排除的第一步是实现一种机制，该机制可以收集相关数据、存储数据并以有助于诊断和纠正可能出现的任何问题的方式呈现数据。

解决 WebRTC 应用程序中的常见问题

虽然每个 WebRTC 应用程序都不同，但它们往往会遇到以下类别之一的常见问题：

• 启动时连接失败
• 启动后连接失败
• 媒体设备问题
• 视频和音频质量问题

让我们看看数据在解决这些问题中发挥了怎样的巨大作用。

启动时连接失败

启动时连接失败的最常见原因是信令过程或 ICE 服务器配置存在问题。需要强调的是，虽然信令不是 WebRTC 的一部分，但它仍然可能导致失败。 

在排除信令问题时，我们需要能够检查 SDP 请求和应答，以及每个对等体收到的 ICE 候选。任何缺失或损坏的信息都表明信令通道存在问题。

同样，当无法直接连接时，ICE 服务器会为对等端提供候选服务器和中继机制。如果这些服务器不可用或无法正常工作，对等端将无法连接，因此我们首先应该检查的是对等端收集的 ICE 候选服务器类型。例如，如果只有host候选服务器可用，则意味着该对等端既没有STUN 服务器也没有 TURN 服务器可用。 

以上表明，为了诊断和修复启动时的连接失败，记录每个对等方为建立这种连接而执行的事件以及它发送和接收的信息至关重要。

通话期间连接失败

成功连接后，网络状况可能会发生变化，从而导致连接失败。例如，用户可能会从 wifi 连接切换到信号较差的移动连接，或者应用程序可能无法在网络切换期间重新协商 ICE 候选。

与之前一样，保持事件的清晰记录对于故障排除至关重要。例如，我们可以跟踪iceconnectionstatechange事件以获取连接状态，并相应地更新 UI。

媒体设备问题

当应用程序无法正确访问媒体设备时，它可能无法按预期运行。这可能是由于摄像头故障或设备权限和/或 ID 管理不当造成的。

应用程序可以通过获取getUserMedia()API 调用的详细信息并实施适当的异常处理来妥善处理失败的情况。这种方法有助于在出现问题时保持良好的用户体验，同时让开发人员能够了解媒体设备的问题。

视频和音频质量问题

视频和音频质量问题通常与网络拥塞有关，多个用户和应用程序争夺相同的网络资源，导致数据包丢失、延迟增加和抖动等问题。但网络并不是影响媒体质量的唯一因素，实际用户设备也可能成为质量的瓶颈。 

例如，当应用程序的架构涉及使用选择性转发单元 (SFU) 媒体服务器时，每个对等端分别负责编码和解码它们发送和接收的媒体。某些低端设备可能无法跟上适当处理所有媒体的速度，从而导致质量下降问题。

在这两种情况下，记录提供网络和设备状态可见性的关键指标对于了解与媒体质量相关的任何问题的根本原因至关重要。

解决 WebRTC 应用程序故障的工具

现在我们了解了故障排除过程和所需的信息，让我们探索可用于促进此过程的工具。

WebRTC-Internals

排查 WebRTC 应用程序故障的第一道防线是 chrome://webrtc-internals 选项卡。您可能已经从 URL 猜到了，它是 Google Chrome 和基于 chrome 的浏览器中包含的一个实用程序。

webrtc-internals选项卡显示浏览器中发生的 WebRTC 连接的实时数据。其中包括连接状态、测试的 ICE 候选对、连接建立期间的事件以及关键指标（例如抖动、数据包丢失）的统计信息和图表。此外，它还提供有关发送和接收媒体的基本信息。

然而，如此大量的信息使得该工具一开始就难以理解和解读。此外，它需要提前打开选项卡来捕获事件，这使得它不适用于生产环境，也就是说，依靠最终用户打开选项卡并传递必要的信息在大多数情况下是不现实的。

在这种情况下，最好在没有任何用户干预的情况下提供这些信息，这将引出我们的下一个工具。

获取统计数据

RTCPeerConnection接口的getStats方法提供了有关对等连接和媒体轨道状态的详细信息。软件开发人员可以使用这种方法从应用程序中提取有价值的信息，并将其发送给他们首选的分析工具，而无需用户采取任何行动。

使用该getStats方法，开发人员可以收集有关 WebRTC 连接性能和配置的详细信息。这包括编解码器数据（例如，用于视频编码和解码的mimeType“video/VP8”和90,000 Hz）、媒体质量（例如，480×360 的帧分辨率、每秒 30 帧以及类似指标）和网络性能（例如，0.001 秒、和和）。clockRate jitterBufferDelaycurrentRoundTripTimebytesSentbytesReceivedpacketsLost

此外，getStatsAPI 还可以提供对候选对连接性的洞察，例如state“成功”的程度以及本地和远程候选详细信息（例如，192.168.0.14具有协议的本地 IP udp）。它还报告加密和传输设置，包括 DTLS 密码套件（TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256）、SRTP 密码（AES_CM_128_HMAC_SHA1_80）和连接状态（已连接）。

这些指标使开发人员能够解决问题，例如识别由有限带宽导致的质量下降（qualityLimitationReason: bandwidth）、监控重传（retransmittedBytesSent: 0）或通过指纹和证书数据验证是否符合安全标准。

缺点是开发团队需要手动在代码中收集此类信息并构建适当的可视化工具，如果没有适当的专业知识，这可能是一项艰巨的任务。

第三方工具

还有第三方工具可用于排除 WebRTC 应用程序故障。CPaaS提供商通常会在其产品中包含某种仪表板或分析工具。这些可用于分析和排除使用其服务的应用程序故障。

另一种选择是使用Cyara testRTC等服务；这不仅可以提供用户行为和体验的可见性，还可以使用专门的工具自动测试 WebRTC 应用程序。

当您解决了一些容易解决的问题，而基本的故障排除还不够时，就该深入挖掘了。持续存在的问题可能源于架构效率低下、服务器配置不理想，甚至是阻碍用户工作流程的 UI/UX 缺陷。解决这些更复杂的问题需要专业知识和全新的视角。

作者：Hector Zelaya
原文：https://webrtc.ventures/2025/01/troubleshooting-webrtc-applications/