2022年网络实时通信：实时通信增强网络能力 .pdf

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1、网络实时通信：实时通信增强网络能力Web 平台为人们浏览海量内容提供了一种独特的方式，为开发人员提供了一个开发一次、任何地方部署的模式，可支持服务提供商在全球范围内部署服务。以 HTML5 为代表的Web浏览器的技术升级浪潮，以及正在进行的将实时通信功能融入Web 平台的工作，为通信与数据的结合以及改善用户体验创造了新的机遇HTML5 和 Web 浏览器的发展信息通信技术ICT 在技术、社会文化、当地及全球层面的变革可以在一夜之间发生。伴随先进技术迅速成为主流，蓝盾国际zdc7。com 人们快速采纳新的解决方案。HTML5，即第5 版网页通用技术标准，的发展就是各种因素推动下的改变创造新事物的

2、典型实例，其本身也是推动创新的催化剂。这些因素包括越来越普及的固定和移动宽带、消费者与企业对多媒体和通信业务的需求，以及对一平台的需要，其在可控成本下通过各种设备让用户可达。当前以 HTML5为主导的浏览器的发展演进正推动浏览器的能力日益接近原生(Native)应用环境。支持实现WebRTC，即基于Web tt nvylc。com 的实时通讯正在出现。为确保本地浏览器能够支持实时通信的API 协议方面，目前万维网联盟(W3C)正与互联网工程任务组(IETF)联合开展标准化的协同工作，这只是第一步。爱立信的原型浏览器和开发者版本的Google Chrome 都可以早期实施支持实时通信的API(应

3、用程序接口)。目前为止，结果很令人鼓舞。但是，在所有主流浏览器和所有类型设备上实现互操作的道路还很长，没有人完全有把握取得成功。标准化工作的目标是创建实现Web 应用在任何设备上都可以运行的API，以便在浏览器之间点对点接收和发送实时媒体和数据流。在浏览器上运行的API 大多都需要在浏览器内核使用现有的协议和编码解码器。API 的设计使网络开发人员能够自由使用各种功能，以发现和连接通讯会话的参与者。Web 平台需要支持跨越不同设备和操作系统，并融合通信与数据，是解决方案能满足目前及未来各种需求的一项关键技术。开放浏览器标准化的最大优势之一就是它利用万维网联盟W3C 和互联网工程任务组IETF

4、等机构以及其他高能力的浏览器技术组织(如苹果公司成立的WebKit bocaie 族 e3lz。com 开放源项目和网络超文本应用技术工作小组即WHATWG)的工作。这些群体积极共享知识，根据开发者和用户需求，逐步开发解决方案，一步步演进Web 平台。Web 成为应用的平台Web 设计之初并没有考虑到应用开发。随着时间的推移，网络已发展成为充分支持应用的平台。开发者快速创建创新解决方案的需要推动了Web 功能的提升。JavaScript 语言、DOM协定和其他一些(常常是专有的)功能为基于Web 的应用开发现代化铺平了道路。新APIs 的加入可改善现有应用，并使其在功能上与本地应用处于同等水平

5、。用来开发 Web 应用的功能数量不断增加，它们常被称为开放Web 平台。一项特定功能的成功最终是由它是否被纳入主流浏览器所决定。尽管HTML5 仅是开放Web 的一个组成部分，但它也常被视为“实现进展”的同义词。HTML作为网络标记语言，是结构化的应用和数据，使应用能够与CSS 集成在一起，并用名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 6 页 -JavaScript 语言进行控制。通过 HTTP 基础架构提供的HTML、CSS 和 JavaScript 等技术是开放Web 平台的基石。它们与脚本APIs 一起构成了吸引应用开发者的基础，包括用户界面的描述和命名方式，以及动

6、态脚本语言所具有的多功能性。Web 应用大量增加的部分原因是进入门槛低-代码碎片在开发人员中被复制、粘贴和共享，所需工具只有浏览器和文本编辑器。内容更全面的用途也常常被收入JavaScript 库，从而产生了拥有自己开发人员群体、书籍的整个框架(在某些情况下甚至还有会议)。除了它们对开发人员的吸引力外，几乎所有设备都支持浏览器这样一种现实可能最终起到决定作用，倾向于利用Web 而非其他技术进行应用开发。如果任何设备上所用浏览器都充分符合标准，那么所有遵守标准的应用都可以在这些设备上运行，无论其采用任何操作系统和硬件架构。在一些情况下，为多种设备开发应用的成本是合理的，而在其他情况下，最好是针对

7、具体的设备平台。但是，在多数情况下，从成本或产品上市时间角度来看，瞄准所有可能平台并不可行。应用的成功由可达范围决定，以合理成本支持可达范围的解决方案将最终在平台竞争中成为胜者。浏览器和标准化目前有四种Web 浏览器引擎能够运行高级Web 应用。其中两种为开放源，分别是Firefox使用的 Mozilla Gecko 引擎和苹果Safari、谷歌 Chrome 使用的 WebKit。另外两种引擎是Opera的 Presto 和微软的 Trident(已在 Internet Explorer 上使用)，它们都是封闭源。Web 标准化目前正与浏览器引擎技术齐头并进，同步发展。任何人都可以提出新功能

8、，但只有那些能够实施特定功能，并展现出具有在更大环境中工作所需技能和知识的开发人员才有直接优势决定哪些新功能会被接受并最终在主浏览器实施。具体来讲，在大多数情况下，开放源项目和Web 标准化的实施工作采用精英管理，与设计团队相比，更注重个人成绩。万维网联盟在Web 标准化中扮演着重要作用。但是，规范受到各浏览器厂商商业决策的影响-在现实中，Web 浏览器厂商决定着采用哪些功能。WHATWG常被视为Web 浏览器厂商联盟，但它实际上是由代表主流浏览器厂商从事相关行业的个人组成的松散联合体(微软例外)。走向 Web 实时通信2006 年，首个便于Web 应用点对点连接的API 被增加到WHATWG

9、网络应用1.0。该 API是专门为发送数据而开发的。2009 年晚些时候，WHATWG规范中增添了设备元素和MediaStream API。这一新元素实现授权用户能访问某些隐私和安全敏感的设备(如网络摄像头和耳机)，而且增加这一API 是为了处理来自这些设备的媒体流。该API 将来自媒体采集设备的内容本地存储，并将它们录入二进制大数据格式供以后上传。2010 年上半年，点对点通信API 初步方案加入WHATWG 规范。这些方案采用了ICE 建立连接和 RTP over UDP 协议，将本地媒体流传送到远端对等方进行实时呈现。除了API 外，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2

10、页，共 6 页 -方案包括了点对点数据通信和文件传送的方式。2010 年晚些时候，谷歌举办了一场研讨会，邀请了包括爱立信在内的Web 和电信行业多家知名企业参加。研讨会期间，各企业一致同意继续在相关标准化论坛上公开合作，而不是专门为此形成一个联盟。2011 年 3 月，WHA TWG 方案经过全面修订。设备元素被丢弃，转而采用纯JavaScript API。这一版本的API 内容详细全面，达到了实施水平。信令经过更新到与SDP offer/answer 兼容，包括点对点之间实际SDPs 的带外传输，由应用开发人员决定如何通过服务器将信令消息传输给远端对等方。如何传输与媒体平面无直接关系的所有高

11、层信号也完全由应用开发人员决定。2011 年 8 月，万维网联盟工作小组决定对WHATWG规范进行深入调查，之后在Web 实时通信(WebRTC)工作小组的现有工作基础上对调查结果进行了一系列修订，但原始规范的基本结构和原则保持不变。API 有两个基本概念：MediaStream 和 PeerConnection。MediaStream 是实际媒体流的抽象表现。它是管理流内容展示、录音或发送给远端对等方等媒体流行为的抓手。LocalMediaStream代表来自本地摄像机、耳机或其他媒体采集设备的媒体流。为获取本地流，Web 应用必须要求用户访问(通过“getUserMedia”功能)。该应用

12、确定它要求访问的媒体类型：音频或是视频。浏览器接口的设备选择器作为同意或拒绝访问的机制。PeerConnection 代表与远端对等方的联系，通常是指另一个在远端运行相同Web 应用的实例。一旦对等连接建立后，MediaStream 对象可以发送给远端对等方。对等连接机制使用ICE 穿越 NAT 和防火墙。使用 ICE 提供安全手段，它可以防止非信任的网页和应用向主机随意发送数据。媒体平面的信令在点对点之间带外发送。API 将发送将被大多数应用视为不透明二进制对象的信令消息，但它们必须由Web 应用安全有效地传输到其他对等方。每个信令消息到达后将立即被输入到负责接收的对等连接，同时RTP 携带

13、着媒体数据。对等连接概念包含一个功能，即Web 应用可以向远端对等方发送通用数据。只开发媒体控制平面API 的主要动机是许多可能受益于这一技术的现有服务已经有了用户相互寻找的成熟管理机制。在一些情况下，双向、低延时通道可用于在端点之间传送信令消息。以社交网络服务为例，用户是服务的基本组成部分。用户相互寻找途径和互动交流是主要服务。根据人们对朋友、同事和校友的分类，自然地形成不同的用户群。视频聊天等服务是服务的延伸。这种情况下就需要找到妥善向现有平台增添更多服务的解决方案。该API就是这样一种解决方案，它仅负责在端点之间建立起媒体流，而不关心这些端点如何、何时和为什么决定进行通信。社交平台上当用

14、户群在轻松会议环境中进行通信时，点对点模式可能需要补充网络基础设施才能连接多于2 个或 3 个以上的参与者。一般用户可用的上行带宽可能不足以与多人同时并行通信，但是这一模式可以得到演进，以便使端点成为会议混音器。应用开发人员和Web 服务提供商决定如何发现和连接Web 应用的对等实例(Peer)。API 要求浏览器内核具有建立所需音频和视频通道的功能。正在进行的标准化工作尚未就那些编码(Codec)做出定论。目前假定所有媒体和数据流始终是加密。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 6 页 -WebRTC API 工作重点是提供Web 应用基本功能(媒体处理、建立连接和N

15、AT 穿越)，使开发人员自由设计用户体验，与网络服务相结合，提供发现和连接机制(即呼叫控制机制)。这种方法与Web 浏览器的固有能力结合起来，使云和网络服务满足使用不同终端设备的客户需求，从而为开发创新Web 应用提供强有效的工具箱。过去 20 年来，移动电话服务主导了实时、同步通信的发展。现在情况正在发生变化。未来通信服务的发展方向受到多种因素的影响，其中一个就是功能强大的智能电话、平板电脑和笔记本电脑价格正越来越有吸引力，数十亿用户将能使用支持WebRTC 的应用设备：固定和移动宽带的功能与可用性正在增加-尽管不能期待普遍实现Mbps 级的广域覆盖，但人口稠密区域的传输需要将触发实时通信R

16、TC 的业务演进(特别是视频);日益城镇化在全球和地区带来挑战的同时也创造了需要创新解决方案和服务的商业机遇;在对高效、减排的会议替代系统需求的推动下，企业通信日益数字化;借助高效通信工具，创新一片兴旺，显示出生生不息的特性。通信服务的许多改进包括支持用户进行通信焦点的组件，如视频通话与协作。许多应用都将依靠实时通信(RTC)实现，而且随着Web 平台向实时通信与服务的发展，组合业务能力的HTML技术将突显出来。基于Web 的实时通信解决方案，在社交网络服务、教育、客户关爱和医疗保健支持等领域将愈加重要。未来创新将围绕两个中轴发展：提高使用实时通信功能的处理效率;为那些拥有更强大功能的终端、生

17、活日益数字化的人们创造新服务。为了说明实时通信Web 平台带来的机遇，Ericsson Research 已开发了数种应用原型，包括电子健康应用(e-Health)，和提供PSTN 接入与 MMTel 服务的 Web 应用。案例：与医生交流设想一种情形：一位感觉身体不舒服的病人连接健康服务热线，不管这条热线是私人、政府还是国际联盟提供的(见图 2)。连接健康服务热线时，这位病人使用的Web 应用可以提示他输入症状描述，之后他启动语音呼叫，随后为其指派了最适合的医护人员。医护人员(这里指护士)看到了这位病人输入的症状描述，以及 Web 应用从医疗数据库中检索到的患者数据。护士开始与患者交谈，核实

18、与补充症状描述，以确定随后的最佳治疗方案。在这种情况下，护士决定询问专业治疗人员。应用根据患者信息(包括病历)为护士显示出几种不同选择。然后，护士选择其中一位联系。利用推荐引擎，定制的“发现和连接”机制将通过终端设备上的专门应用通知专业治疗人员。然后，医疗专业人员可通过通知终端设备或另一台终端设备加入到咨询中。为提高咨询效果，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 6 页 -医疗专业人员还可以升级会话，采用视频形式。高清视频、患者数据和实时互动能力将共同增加成功的机率，并将步骤推荐给患者。这里所说明的系统必须安全管理数据。必须坚持患者数据隐私保护法律，限制使用这类敏感数据

19、，在系统中医疗专业人员的位置和安排也是如此。这一案例是为了向所有各方说明潜在的巨大企业价值。大医院可以独立实施和管理这样的解决方案。其他自身能力不太强的组织可以将基础设施外包给运营商或IT 提供商。无论是哪种方式，提供良好用户体验所需的传输对任何服务提供商都是一个潜在挑战，通过平板电脑大小的设备举行高清视频会议需要传输速度达到约800kbps。支持这一速度的传输能力并不普遍，服务提供商需要与运营商协作仔细规划覆盖范围。这样有商业机会来提供不同的移动宽带服务质量QoS 水平。在特定情况下，患者可能有尽力而为(Best-Effort)QoS 的个人数据方案。为了支持会话，如运营商，可以通过 LTE

20、 QoS提供动态 QoS。除了数据传输外，运营商还可以提供ICE 服务器来管理NAT 穿越、代码转换媒体服务器、多方会议支持和推送服务器。运营商可以(或许应该)利用其自有的传输基础设施，或其他运营商的基础设施，提供连接参与者所需的传输。根据情况，假定选择了安全机制，运营商可以提供增值媒体服务，如媒体记录、语言到文本翻译和基于位置的“发现和连接”，以及复杂的计费和收费方案。数据和通信以这种方式融合可应用于类似情景，人们需要联系服务提供商或需要进行协作，如教育或远程工作环境。网络电信资产电信网络是开发未来通信服务解决方案的重要组成部分。具有QoS 的固定和移动宽带接入是推动网络服务发展的关键促进器

21、。Web 实时通信(WebRTC)的出现已经营造了新环境，利用其他电信资产补充运营商所提供连接方式。基于 Web 的实时解决方案相似于电信行业已经提供的解决方案。例如，支持代码转换和多方服务的媒体处理功能、呼叫控制、推送和计费等，都可重复使用在许多需要实时通信的Web 应用环境中。一些电信技术也可重用在Web 平台环境中，也可能需要其他功能。为此可能需要作出一些改变，如在终端设备和网络之间引入HTTP-to-SIP 网关;在 3GPP IMS 定义的会话边界网关(SBG)中提供基本的ICE 支持和支持WebSocket。在这些变更情况下，Web平台需要了支持和实现这些普通功能。在安全机制方面，

22、无论是为了进行跨域通信还是为了接入用户摄像头，都很重要。增添实时通信功能到Web 平台创造了新的需求，包括如何验证对等方身份，或是如何协调Web 平台和移动宽带解决方案以提高服务质量。使用电信基础设施构建Web 应用已经超出了使用单一技术的范围。通过利用现有电信互通关系，运营商能够超出他们自己的覆盖/可达范围提供传运输和呼叫控制。这种联合模式可能迎来有机健康发展，最初只有几个参与者，随着时间的推移范围不断扩大，但利用现有和演进的解决方案实现不同通信服务(如 RCS 和高清视频会议HDVC)之间的互通。除了使用电信技术提供从浏览器到浏览器的通信，另一套解决方案需要使用Web 平台为客户使用电名师

23、资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 6 页 -信通信服务，如PSTN 互通接入和MMTel 服务。这种情况下，需要有能管理网络差异性的网关和基本技术。使用精选的IMS 技术的示例运营商可以提供这里所描述的捆绑服务，通常包括传输。服务提供商为应对人们对具有本地和全球覆盖能力的信息通信技术(ICT)解决方案预期的增加，捆绑包含通过接入网络的传输和骨干网的服务，并与云服务的结合提供实时通信，这将非常具有吸引力。互联网传输缺乏有保障的 QoE 将是许多企业和服务提供商的关键业务的驱动因素。确保移动宽带(MBB)服务质量的定制传输服务将成为颇具吸引力的方案，是企业 VPN(虚拟专用

24、网络)和移动服务的组成部分。结论过去二十年来，互联网和Web 技术在通信方面发挥了中心作用。随着HTML5 和 Web 实时通信 WebRTC 等标准的问世，这一作用愈加显著。从短期来看，实时通信Web 平台将成为本地应用的必要补充。从长期来看，它具有在各方面(除少数几个应用外)与本地应用环境成功竞争的潜力。Web 平台为跨终端设备应用环境提供综合服务的固有能力，使其成为重要的集成工具。补充了实时通信能力的Web 网络将为创建多种新服务和应用提供可能，这些服务和应用结合特定环境数据，并与嵌入的通信功能一起使用。这将有利于Web 成为多种服务的首选平台。Web 实时通信应用程序接口(WebRTC

25、 API)有望成为 Web 应用开发者的良好工具。不过，尽管这一框架提高了Web 平台的能力，但仍缺乏一些内容。为支持那些使用实时通信Web 平台的 Web 应用，运营商可以提供与较高层服务捆绑在一起的传输服务。与现有和新出现的电信网络服务，如PSTN 和 MMTel，互通的网关，将为服务提供商带来更多价值。通过充分利用与其他运营商的现有互通协议提供全球覆盖范围(见图 4)，这样的策略可能对那些使用通信作为业务流程之一的企业产生积极影响，从而创造新的商业机遇和增加收入。简而言之，HTML5和 WebRTC 以两种方式向前推动了通信发展前景：他们将群体/社区或垂直应用(如电子健康、教育或社交网络)的通信丰富化了，并将实现在大众市场通信服务市场的更快部署。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 6 页 -