即时通讯音视频开发（十二）：多人实时音视频聊天架构探讨

前言

移动互联网发展迅猛，目前实时音视频技术已被广泛地应用在了实时在线教育、智能家居、在线直播、安防监控等领域。这之中，诸如多人视频会议、在线实时视频教育等场景，跟传统的一对一实时音视频聊天，在技术架构的实现上有很大不同。

虽然都是视频通讯，大部分情况下的单人视频通话可能根本不需要用到流媒体服务，而多人视频，如在线教育这些则必须用到，所以下面主要介绍多人视频中服务端架构模式，以及各自特点。

系列文章

本文是系列文章中的第12篇，本系列文章的大纲如下：

• 《即时通讯音视频开发（一）：视频编解码之理论概述》
• 《即时通讯音视频开发（二）：视频编解码之数字视频介绍》
• 《即时通讯音视频开发（三）：视频编解码之编码基础》
• 《即时通讯音视频开发（四）：视频编解码之预测技术介绍》
• 《即时通讯音视频开发（五）：认识主流视频编码技术H.264》
• 《即时通讯音视频开发（六）：如何开始音频编解码技术的学习》
• 《即时通讯音视频开发（七）：音频基础及编码原理入门》
• 《即时通讯音视频开发（八）：常见的实时语音通讯编码标准》
• 《即时通讯音视频开发（九）：实时语音通讯的回音及回音消除概述》
• 《即时通讯音视频开发（十）：实时语音通讯的回音消除技术详解》
• 《即时通讯音视频开发（十一）：实时语音通讯丢包补偿技术详解》
• 《即时通讯音视频开发（十二）：多人实时音视频聊天架构探讨》（本文）
• 《即时通讯音视频开发（十三）：实时视频编码H.264的特点与优势》
• 《即时通讯音视频开发（十四）：实时音视频数据传输协议介绍》
• 《即时通讯音视频开发（十五）：聊聊P2P与实时音视频的应用情况》
• 《即时通讯音视频开发（十六）：移动端实时音视频开发的几个建议》
• 《即时通讯音视频开发（十七）：视频编码H.264、V8的前世今生》
• 《即时通讯音视频开发（十八）：详解音频编解码的原理、演进和应用选型》
• 《即时通讯音视频开发（十九）：零基础，史上最通俗视频编码技术入门》（必读）
• 《即时通讯音视频开发（二十）：一文读懂视频的颜色模型转换和色域转换》
  

多人实时音视频架构1：Mesh结构

这是最简单的多人视频通话架构模式，所有媒体流都不需要经过服务端，客户端直接P2P，可通过webrtc建立多个PeerConnection，结构图如下:



该方案优点:
服务端压力最小，大多数情况下不需要用到流媒体服务。

该方案缺点:
客户端负载太大，不事宜扩展，特别是移动端，编解码压力会非常大。

多人实时音视频架构2：Mixer结构

视频会议基本上就是种结构，他的最大特点就是服务端做了很多事情，包括转码，混音，合屏，所以服务端负载非常大，结构图如下:



该方案优点:

• 客户端负载最小，与一对一负载一样，所以理论上可以支持很多人同时视频。
• 因为服务端有做编解码，所以可与现有产品无缝集成。
• 可以最大程度利用硬件能力，如硬件MCU，芯片。
  

该方案缺点:

• 服务端负载很大，建设成本很高。
• 延迟问题，因为服务端做了很多动作(解码，合屏，混音，编码)，所以会带来延迟。
  

多人实时音视频架构3：Router结构

该方案最大特点就是服务端只负责包转发，不负责转码，yy流媒体服务基本上就是这个功能，结构图如下：



该方案优点:

• 与Mixer相比服务端压力比较小，而且容易扩展。
• 低延迟，特别是与SVC结合能大大提升客户端体验度(貌似h265和vp9才开始集成svc)。
  

该方案缺点:
考虑到不同客户端需要不同的接收能力，所以真正实现下来服务端的架构也并不简单。

结语

因为各种模式都有自己的优缺点，所以实际应用中您应该根据自己的具体业务选择适合的架构模式。现在有很多开源框架和PAAS可以做上面这些事情，但是实际应用中都存在这样的问题，并不成熟。

本文主要通过介绍Mesh、Mixer和Router这三个结构的优缺点来介绍Android WebRTC 音视频开发之多人视频服务端架构模式架构模式。想要学习更多关于WebRTC音视频开发的知识，可以自行查找相关的资料来学习。

附录：更多实时音视频技术文章

[1] 开源实时音视频技术WebRTC的文章：
《开源实时音视频技术WebRTC的现状》
《简述开源实时音视频技术WebRTC的优缺点》
《访谈WebRTC标准之父：WebRTC的过去、现在和未来》
《良心分享：WebRTC 零基础开发者教程（中文）[附件下载]》
《WebRTC实时音视频技术的整体架构介绍》
《新手入门：到底什么是WebRTC服务器，以及它是如何联接通话的？》
《WebRTC实时音视频技术基础：基本架构和协议栈》
《浅谈开发实时视频直播平台的技术要点》
《[观点] WebRTC应该选择H.264视频编码的四大理由》
《基于开源WebRTC开发实时音视频靠谱吗？第3方SDK有哪些？》
《开源实时音视频技术WebRTC中RTP/RTCP数据传输协议的应用》
《简述实时音视频聊天中端到端加密（E2EE）的工作原理》
《实时通信RTC技术栈之：视频编解码》
《开源实时音视频技术WebRTC在Windows下的简明编译教程》
《网页端实时音视频技术WebRTC：看起来很美，但离生产应用还有多少坑要填？》
《了不起的WebRTC：生态日趋完善，或将实时音视频技术白菜化》
《腾讯技术分享：微信小程序音视频与WebRTC互通的技术思路和实践》
《融云技术分享：基于WebRTC的实时音视频首帧显示时间优化实践》
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[2] 实时音视频开发的其它精华资料：
《实时语音聊天中的音频处理与编码压缩技术简述》
《网易视频云技术分享：音频处理与压缩技术快速入门》
《学习RFC3550：RTP/RTCP实时传输协议基础知识》
《基于RTMP数据传输协议的实时流媒体技术研究（论文全文）》
《声网架构师谈实时音视频云的实现难点(视频采访)》
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不错哦

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非常感谢

后两个方案都是客户端和服务器建立peerconnection连接吗？

引用：ClayQAQ 发表于 2023-03-10 18:04
后两个方案都是客户端和服务器建立peerconnection连接吗？

对

现在都是 sfu + simucast