express搭建信令服务器

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柳随风 2025-03-26 18:59:26

文章标签 express搭建信令服务器 webrtc 服务器信令数据 文章分类 架构后端开发

webRTC信令服务器的作用

express搭建信令服务器_服务器

信令服务器用于交换三种类型的信息：

会话控制消息：初始化/关闭，各种业务逻辑消息以及错误报告。
网络相关：外部可以识别的IP地址和端口。
媒体能力：客户端能控制的编解码器、分辩率，以及它想与谁通讯。

会话控制消息

会话控制消息比较简单，像房间的创建与销毁、加入房间、离开房间、开启音频/关闭音频、开启视频/关闭视频等等这些都是会话控制消息。

对于一个真正商业的WebRTC信令服务器，还有许多的会话控制消息。像获取房间人数、静音/取消静音、切换主讲人、视频轮询、白板中的画笔、各种图型等等。但相对来说都是一引起比较简单的消息。

网络信息消息

网络信息消息用于两个客户端之间交换网络信息。在WebRTC中使用 ICE 机制建立网络连接。

在WebRTC的每一端，当创建好 RTCPeerConnection 对象，且调用了setLocalDescription 方法后，就开始收集 ICE候选者 了。

在WebRTC中有三种类型的 候选者 ，它们分别是：

主机候选者
反射候选者
中继候选者

主机候选者，表示的是本地局域网内的 IP 地址及端口。它是三个候选者中优先级最高的，也就是说在 WebRTC 底层，首先会偿试本地局域网内建立连接。

反射候选者，表示的是获取 NAT 内主机的外网IP地址和端口。其优先级低于 主机候选者 。也就是说当WebRTC偿试本地连接不通时，会偿试通过 反射候选者 获得的 IP地址和端口进行连接。

其结构如下图所示：

express搭建信令服务器_webrtc_02

在上面这幅图中可以看到，WebRTC通过 STUN server 获得自己的外网IP和端口，然后通过信令服务器与远端的WebRTC交换网络信息。之后双方就可以偿试建立 P2P 连接了。

以上就是我们通常所说的 P2P NAT 穿越。在WebRTC内部会探测用户的 NAT 类型，最终采用不同的方法进行 NAT 穿越。不过，如果双方都是 对称NAT 类型，是无法进行 P2P NAT 穿越的，此时只能使用中继了。

中继候选者，表示的是中继服务器的IP地址与端口，即通过服务器中转媒体数据。当WebRTC客户端通信双方无法穿越 P2P NAT 时，为了保证双方可以正常通讯，此时只能通过服务器中转来保证服务质量了。

所以中继候选者的优先级是最低的，只有上述两种候选者都无法进行连接时，才会使用它。

交换媒体能力消息

在WebRTC中，媒体能力最终通过 SDP 呈现。在传输媒体数据之前，首先要进行媒体能力协商，看双方都支持那些编码方式，支持哪些分辨率等。协商的方法是通过信令服务器交换媒体能力信息。

express搭建信令服务器_express搭建信令服务器_03

WebRTC 媒体协商的过种如上图所示。

第一步，Amy 调用 createOffer 方法创建 offer 消息。offer 消息中的内容是 Amy 的 SDP 信息。
第二步，Amy 调用 setLocalDescription 方法，将本端的 SDP 信息保存起来。
第三步，Amy 将 offer 消息通过信令服务器传给 Bob。
第四步，Bob 收到 offer 消息后，调用 setRemoteDescription 方法将其存储起来。
第五步，Bob 调用 createAnswer 方法创建 answer 消息，同样，answer 消息中的内容是 Bob 的 SDP 信息。
第六步，Bob 调用 setLocalDescription 方法，将本端的 SDP 信息保存起来。
第七步，Bob 将 anwser 消息通过信令服务器传给 Amy。
第八步，Amy 收到 anwser 消息后，调用 setRemoteDescription 方法，将其保存起来。

通过以上步骤就完成了通信双方媒体能力的交换。

上以就是信令服务器应该处理的所有消息，这些消息组成了信令服务器最基本的信令，每一个都必不可少，否则的话双方就无法进行最终的通信了。

在WebRTC 通讯时，光有信令是远远不够的。因为 WebRTC真正要传输的是媒体数据，信令只不过是其中的一部分。在WebRTC中他会尽可能的通过P2P进行数据的传输，但在 P2P穿越不成功时怎么办呢？

那就需要通过媒体中继服务器进行媒体数据的转发，下面我们就来看一下如何搭建媒体中继服务器吧

为什么要使用 socket.io

socket.io是websocket超集
socket.io有房间的概念
socket.io跨平台，跨终端，跨语言

socket.io 工作原理

express搭建信令服务器_express搭建信令服务器_04

Soket.IO发送消息

给本次链接发消息，包括自己

socket.emit()

给某个房间内所有人发消息,io代表房间结点，包括自己

(root).emit()

除本连接外，给某房间内所有人发消息，给某个房间内所有人，不包括自己，如全体静音

(root).emit()

除本连接外，给所有人发消息，一个IO结点会有多个房间，给所有房间的所有人

socket.broadcast.emit()

Socket.IO客户端处理消息

发送action命令

S：socket.emit('action');
C: socket.on('action', function(){...});

发送了一个action命令，还有data数据

S: socket.emit('action', data);
C:socket.on('action', function(data){...});

发送了action命令，还有两个数据

S：socket.emit(action, arg1, arg2);
C: socket.on('action', function(arg1, arg2){...});

发送了一个action命令，在emit方法中包含回调函数

S: socket.emit('action', data, function(arg1,arg2){...});
C: socket.on('action', function(data, fn){fn('a','b');});

安装：npm install log4js

>npm install socket.io@2.2.0 高版本接口有变化

forever stop server.js

forever start server.js

'use strict'

var http = require('http');
var https = require('https');
var fs = require('fs');

var express = require('express');
var serveIndex = require('serve-index');

//socket.io
var socketIo = require('socket.io');

//
var log4js = require('log4js');

log4js.configure({
    appenders: {
        file: {
            type: 'file',
            filename: 'app.log',
            layout: {
                type: 'pattern',
                pattern: '%r %p - %m',
            }
        }
    },
    categories: {
       default: {
          appenders: ['file'],
          level: 'debug'
       }
    }
});

var logger = log4js.getLogger();

var app = express();
app.use(serveIndex('./public'));
app.use(express.static('./public'));

//http server
var http_server = http.createServer(app);
http_server.listen(80, '0.0.0.0');

var options = {
	key : fs.readFileSync('./cert/1557605_www.learningrtc.cn.key'),
	cert: fs.readFileSync('./cert/1557605_www.learningrtc.cn.pem')
}

//https server
var https_server = https.createServer(options, app);

//bind socket.io with https_server
var io = socketIo.listen(https_server);//
var sockio = socketIo.listen(http_server);

//connection 当客户端连接后触发
io.sockets.on('connection', (socket)=>{

	socket.on('message', (room, data)=>{
		(room).emit('message', room, data)//房间内所有人,除自己外
	});

	//该函数应该加锁 加入房间
	socket.on('join', (room)=> {

		socket.join(room);

        //获取房间
		var myRoom = io.sockets.adapter.rooms[room];
		//获取人数
		var users = Object.keys(myRoom.sockets).length;

		logger.log('the number of user in room is: ' + users);

		//在这里可以控制进入房间的人数,现在一个房间最多 2个人
		//为了便于客户端控制，如果是多人的话，应该将目前房间里
		//人的个数当做数据下发下去。
		if(users < 3) {
			socket.emit('joined', room, socket.id);	
			if (users > 1) {
				(room).emit('otherjoin', room);//除自己之外
			}
		}else {
			socket.leave(room);
			socket.emit('full', room, socket.id);	
		}
	 	//(room).emit('joined', room, socket.id);//除自己之外
		//(room).emit('joined', room, socket.id)//房间内所有人
	 	//socket.broadcast.emit('joined', room, socket.id);//除自己，全部站点	
	});

	socket.on('leave', (room)=> {
		var myRoom = io.sockets.adapter.rooms[room];
		var users = Object.keys(myRoom.sockets).length;
		//users - 1;

		logger.log('the number of user in room is: ' + (users-1));

		socket.leave(room);
		(room).emit('bye', room, socket.id)//房间内所有人,除自己外
	 	socket.emit('leaved', room, socket.id);	
	 	//(room).emit('joined', room, socket.id);//除自己之外
		//(room).emit('joined', room, socket.id)//房间内所有人
	 	//socket.broadcast.emit('joined', room, socket.id);//除自己，全部站点	
	});

});

//connection
sockio.sockets.on('connection', (socket)=>{

	socket.on('message', (room, data)=>{
		sock(room).emit('message', room, socket.id, data)//房间内所有人
	});

	socket.on('join', (room)=> {
		socket.join(room);
		var myRoom = sockio.sockets.adapter.rooms[room];
		var users = Object.keys(myRoom.sockets).length;
		logger.log('the number of user in room is: ' + users);
	 	socket.emit('joined', room, socket.id);	
	 	//(room).emit('joined', room, socket.id);//除自己之外
		//(room).emit('joined', room, socket.id)//房间内所有人
	 	//socket.broadcast.emit('joined', room, socket.id);//除自己，全部站点	
	});

	socket.on('leave', (room)=> {
		var myRoom = sockio.sockets.adapter.rooms[room];
		var users = Object.keys(myRoom.sockets).length;
		//users - 1;

		logger.log('the number of user in room is: ' + (users-1));

		socket.leave(room);
	 	socket.emit('leaved', room, socket.id);	
	 	//(room).emit('joined', room, socket.id);//除自己之外
		//(room).emit('joined', room, socket.id)//房间内所有人
	 	//socket.broadcast.emit('joined', room, socket.id);//除自己，全部站点	
	});
});

https_server.listen(443, '0.0.0.0');

实现聊天室

express搭建信令服务器_数据_05

<html>
	<head>
		<title>Chat Room</title>
		<link rel="stylesheet" href="./css/main.css"></link>
	</head>
	<body>
		<table align="center">
			<tr>
				<td>
					<label>UserName: </label>
					<input type=text id="username"></input>
				</td>
			</tr>
			<tr>
				<td>
					<label>room: </label>
					<input type=text id="room"></input>
					<button id="connect">Conect</button>
					<button id="leave" disabled>Leave</button>
				</td>
			</tr>
			<tr>
				<td>
					<label>Content: </label><br>
					<textarea disabled style="line-height: 1.5;" id="output" rows="10" cols="100"></textarea>
				</td>
			</tr>
			<tr>
				<td>
					<label>Input: </label><br>
					<textarea disabled id="input" rows="3" cols="100"></textarea>
				</td>
			</tr>
			<tr>
				<td>
					<button id="send">Send</button>
				</td>
			</tr>
		</table>

		<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/socket.io/2.0.3/socket.io.js"></script>
		<script src="./js/client.js"></script>
	</body>

</html>

'use strict'

//
var userName = document.querySelector('input#username');
var inputRoom = document.querySelector('input#room');
var btnConnect = document.querySelector('button#connect');
var btnLeave = document.querySelector('button#leave');
var outputArea = document.querySelector('textarea#output');
var inputArea = document.querySelector('textarea#input');
var btnSend = document.querySelector('button#send');

var socket;
var room;

btnConnect.onclick = ()=>{

	//connect
	socket = io.connect(); 
	
	//recieve message
	socket.on('joined', (room, id) => {
		btnConnect.disabled = true;
		btnLeave.disabled = false;
		inputArea.disabled = false;
		btnSend.disabled = false;
	});	
	
	socket.on('leaved', (room, id) => {
		btnConnect.disabled = false;
		btnLeave.disabled = true;
		inputArea.disabled = true;
		btnSend.disabled = true;

		socket.disconnect();
	});	

	socket.on('message', (room, id, data) => {
		outputArea.scrollTop = outputArea.scrollHeight;//窗口总是显示最后的内容
		outputArea.value = outputArea.value + data + '\r';
	});	

	socket.on('disconnect', (socket)=>{
		btnConnect.disabled = false;
		btnLeave.disabled = true;
		inputArea.disabled = true;
		btnSend.disabled = true;
	});

	//send message
	room = inputRoom.value;
	socket.emit('join', room);
}

btnSend.onclick = ()=>{
	var data = inputArea.value;
	data = userName.value + ':' + data;
	socket.emit('message', room, data);
	inputArea.value = '';
}

btnLeave.onclick = ()=>{
	room = inputRoom.value;
	socket.emit('leave', room);
}

inputArea.onkeypress = (event)=> {
    //event = event || window.event;
    if (event.keyCode == 13) { //回车发送消息
	var data = inputArea.value;
	data = userName.value + ':' + data;
	socket.emit('message', room, data);
	inputArea.value = '';
	event.preventDefault();//阻止默认行为
    }
}

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