Mediasoup 原理与应用

一、Mediasoup 教程

Mediasoup 是一款基于 Node.js 构建的 WebRTC SFU（Selective Forwarding Unit）。作为一款完全开源的媒体服务器，它为 WebRTC 应用提供了强大的音视频处理能力，包括通过 SRTP / DTLS 加密来保护数据，实现实时数据交换等。

使用 Mediasoup 可以帮助我们轻松构建实时音视频通信应用。下面是一份简单的代码实例：

const { Worker, Router } = require('mediasoup');

async function startWorker() {
  const worker = new Worker();
  await worker.run();

  const router = await worker.createRouter();

  // ... router creation and usage code here ...
}

二、Mediasoup 源码分析

Mediasoup 的核心目的是在媒体服务器中，为客户端提供显著的音视频转码和路由转发功能。源码中最重要的两部分是 Worker 和 Router。

Worker 类是 mediasoup-server 包的入口点。它是 mediasoup 的核心部分，用于内部调度，启动所有 mediasoup-router 实例，分配 webRTC 端点，并与他们交互。

Router 是 mediasoup 中的另一个重要组件，主要负责处理所有媒体请求，以及将它们转发到其他客户端或 mediasoup 媒体服务器。

三、Mediasoup 集群

在实际应用中，我们可能需要构建一个集群来处理高并发的媒体服务器负载。Mediasoup 允许我们通过创建多个 Router 实例，将媒体流分配到不同的服务器上，从而实现负载均衡。

下面的示例演示了如何在 Mediasoup 中创建 Router 集群。在代码中，我们创建了两个 mediasoup-worker 实例，每个实例创建了一个 mediasoup-router。所有客户端请求都将根据它们的 RTP 和 RTCP 数据包被路由到两个 Router 实例之一。

const { Worker, Router } = require('mediasoup');

async function startWorker() {
  const worker1 = new Worker();
  await worker1.run();
  const router1 = await worker1.createRouter();

  const worker2 = new Worker();
  await worker2.run();
  const router2 = await worker2.createRouter();

  // ... router creation and usage code here ...
}

四、Mediasoup 架构

Mediasoup 的架构是基于 RTP 端点的。它包括一个或多个 mediasoup-worker 进程以及一个或多个 mediasoup-router。RTP 端点是将媒体数据包（例如音频和视频流）发送给 WebRTC 客户端的 Mediasoup 服务端组件。

在 Mediasoup 的架构中，我们可以使用多个 mediasoup-worker 和 mediasoup-router 实例来实现媒体服务器的负载均衡和高可用性。

五、Mediasoup 安卓

Mediasoup 可以用于 Android 平台的媒体应用程序开发，其主要使用了 WebRTC for Android 应用程序的框架，在 Android 平台下还支持使用 Kotlin 和 Java 语言编写项目。

下面是在 Android 项目中使用 Mediasoup 的示例代码：

dependencies {
  implementation 'org.mediasoup:mediasoup-client:3.0.4'
}

val transport = TransportFactory.createTransport(
  webSocketUrl: String,
  webSocketObserver: WebSocketObserver
)

val producer = transport.produce(
  kind: MediaKind,
  mediaStreamTrack: MediaStreamTrack,
  rtpParameters: RtpParameters
)

val consumer = transport.consume(
  id: String,
  rtpCapabilities: RtpCapabilities
)

六、Mediasoup 录制

Mediasoup 提供了媒体文件的录制和存储功能，开发者可以利用这一功能实现媒体文件的存储和回放。

下面的示例代码演示了如何使用 Mediasoup 在客户端开始录制媒体流和保存文件。

const { Worker, Router } = require('mediasoup');

async function startRecording() {
  const worker = new Worker();
  await worker.run();
  const router = await worker.createRouter();
  const transport = await router.createTransport();

  const producer = await transport.produce({ kind: 'video' });
  const consumer = await transport.consume({ producerId: producer.id });

  const writable = await createWriteStream('output.mp4');

  const ffmpegCommand = `ffmpeg -i pipe:0 -c:v copy -c:a copy output.mp4`;

  const ffmpeg = spawn(ffmpegCommand, ['-re']);

  consumer.on('transportclose', () => ffmpeg.kill());
  ffmpeg.on('exit', () => console.log('ffmpeg process exited'));

  consumer.pipe(ffmpeg.stdin);
  ffmpeg.stdout.pipe(writable);
}

七、Mediasoup 设置帧率

Mediasoup 允许我们控制媒体流的帧率。设置帧率的主要方法是通过调整 mediasoup-producer 或 mediasoup-consumer 中的 RtpEncodingParameters 实例来实现的。下面是一个示例代码：

async function setProducerFramerate(
  producer: mediasoup.types.Producer, fps: number
) {
  const parameters = producer.get('encodings');
  const encoding = parameters[0] as mediasoup.types.RtpEncodingParameters;
  encoding.maxFramerate = fps;
  await producer.setPreferredLayers(encoding);
}

八、Mediasoup 与 SRS 对比

在实际应用中，我们可能会需要选择适合自己业务场景的媒体服务器，下面将 Mediasoup 与 SRS 进行简单的对比。

在性能和稳定性方面，Mediasoup 更加出色。然而，SRS 在使用 nginx 作为边界服务器和支持 RTMP 方面则表现更好。

此外，Mediasoup 采用的是 WebRTC 技术，而 SRS 则使用了 RTSP 和 RTMP 等流媒体协议。WebRTC 可能需要更多的客户端代码来支持不同的浏览器，而 SRS 则更简单易用。