基于WebRTC的聊天系统设计与实现_开题报告

如今伴随着移动互联网、现代通信技术的高速发展，当今社会的发展对多媒体通信技术有了更高的要求。人们已不满足简单的语音和文字通信；现在出现了许多集语音、文字、视频和图片一体的通信软件；例如国内的QQ、微信，国外的Skype、WhatsApp等；作为多媒体通信的一个重要组成部分，视频通信为当下主流应用的热点，具有广阔的发展前景，国内几大互联网企业纷纷发力于视频通信应用；当下主流的视频通信技术有RTMP、HLS、HDL(_FLV)、RTP、WebRTC等[5]，有一些平台使用私有协议实现多媒体通信，这些私有协议则必须使用相同的客户端才能够进行多媒体通信。在通信软件的实现方式上有两种，第一种是客户端版，对于这种方式，在开发时需要考虑不同的系统平台，代码需要维护多套，并且在实现时一般使用的是私有协议，不能与其他客户端用户发起音视频通信，例如QQ用户不能和微信用户相互通信；另一种是网页版，在WebRTC没有出现之前，网页端实现还需要依赖于浏览器的Adobe Flash插件，开发时还要考虑到插件的版本及安装问题，多有不便；随着W3C(万维网联盟)在2014年7月1日正式发布WebRTC浏览器API标准的1.0版之后[1]，开发者不再需要额外的插件便可以开发音视频通信网页，大大方便了开发者，降低了开发门槛和延迟、提升了开发效率，相比较之前的实现方式也更加稳定，而且免费使用，不存在授权收费情况；目前Google Chrome、Mozilla FireFox、Microsoft Edge和Apple Safari等几个主流浏览器都已基本支持WebRTC API。

一、国内研究现状

根据微信在2018年公布的一篇《2018微信数据报告》显示[2]，数据截止到2018年9月。微信每天音视频通话次数达到了惊人的4.1亿次，其中视频通话次数相比较三年前多了570%。我们通过这些数据可以了解到，音视频通话的诞生，已在潜移默化地改变人们传统的通信方式。回望国内三大运营商的数据，语音通话量在2015年首次出现负增长[4]，可以看到互联网OTT应用对传统通信业务的冲击有多强烈。日益完善的基础设施、更快的智能设备、更快的网络和更丰富的应用场景，实时通信的需求也越来越强烈。

同时根据《2018年中国视频通信行业市场现状及发展前景分析多方面市场需求推动市场规模扩大》[3]一文了解到，在2014年我国视频通信行业从标清时代迈入高清时代后，再发展到2018年末，发现用户对音视频通信的高质量、高速度、低延迟的需求越来越强烈。

通过国内主流的一些多媒体通信软件了解到（微信、QQ、钉钉、直播软件等），国内使用的开发模式大部分都是客户端版，部分软件也支持网页版，大多数采用客户端版的原因是①用户粘性强，②稳定性高，③使用有私有协议；另外也便于推广其他内容；其缺点也显而易见：①内容繁多，②软件臃肿；从互联网上了解到大部分用户其实只想要简单的音视频聊天软件，并不需要那些复杂且花里胡哨的功能。

二、国外研究现状

鉴于现在使用的大部分技术基本都是由国外开发者主导开发实现的，国外开发者基本使用的都比较前沿的技术。

RTMP是Adobe公司的专利协议，现大部分国外CDN已不支持[6]

-FLV协议基于协议，相对于RTMP简单和广为人知，延迟也比RTMP低。[7]

HLS协议由苹果公司提出的，基于的流媒体传输协议，优点是HTML5可以直接打开播放。[8]

RTP用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输层协议；使用RTCP传输交互控制的信令，RTP传输实际的媒体数据。[9]

WebRTC由Google收购的GIPS引擎开源并重命名而来，是浏览器端实现的一套实时通信协议。[10]

在2011年W3C纳入草案之后国外几大互联网公司就一直有贡献相关代码；2014年7月1日W3C发布WebRTC API 1.0版之后[1]，国外主流浏览器Google Chrome、FireFox、Microsoft Edge和Safari浏览器都已支持该API。

目前了解到的国外音视频通信软件有：Skype、Google Duo、WhatsApp和Snapchat等；Skype和Google Duo分别支持网页版和客户端版，通过Google Chrome浏览器体验其网页版，站在个人使用体验来说很轻量简洁，满足轻量使用需要的用户；其中惊喜的发现Skype还支持多人会议视频聊天，但它们同样需要注册账号才能使用，这一点很遗憾。由于国内原因， Google系列的产品一般用户无法使用，比较遗憾。

B. ^范文提纲格式

一、引言

二、相关技术介绍

（一）实时通信技术的发展

（二）WebSocket技术研究

（三）HTML5技术介绍

（四）NodeJS技术发展与研究

三、WebRTC技术

（一）WebRTC的技术简史

（二）WebRTC框架介绍

（三）WebRTC工作原理

（四）WebRTC未来展望

四、聊天系统的设计与实现

（一）需求分析

（二）系统框架设计

（三）服务端设计与实现

（四）客户端设计与实现

（五）数据库设计

五、系统的功能测试

（一）测试目标

（二）测试环境

（三）功能测试

（四）性能测试

六、总结与展望

七、参考文献

八、致谢

C. 参考文献

[1] JackJiang, 访谈WebRTC标准之父：WebRTC的过去、现在和未来[EB/OL].( 2016-04-15)[2020-04-09].://.52im.net/thread-227-1-1.html

[2] WeChatTeam 2018微信数据报告[EB/OL].(2018-09-01)[2020-04-09].s://support.weixin.qq.com/cgi-bin/mmsupport-bin/getopendays

[3] 前瞻产业研究院 2018年中国视频通信行业市场现状及发展前景分析 多方面市场需求推动市场规模扩大[EB/OL].(2019-07-25)[2020-04-09].s://bg.qianzhan.com/report/detail/459/190725-2ca25c1d.html

[4] 毛玉杰 了不起的WebRTC：生态日趋完善，或将实时音视频技术白菜化[EB/OL].(2018-06-05)[2020-04-09].s://juejin.im/entry/5b14bd9ce51d450688134430

[5] xiangzhihong8 你想知道的直播技术都在这里了[EB/OL].(2017-02-11)[2020-04-09].s://blog.csdn.net/xiangzhihong8/article/details/54982071

[6] Adobe REAL-TIME MESSAGING PROTOCOL (RTMP) SPECIFICATION [EB/OL].(2012-12-21)[2020-04-09].s://.adobe.com/devnet/rtmp.html

[7] 幽雨雨幽 直播协议-FLV标准解读与技术实现[EB/OL].(2017-08-24)[2020-04-09].s://blog.csdn.net/ai2000ai/article/details/77530213

[8] Apple RFC 8216:  Live Streaming Specification  [EB/OL].(2017-08-01)[2020-04-09].s://tools.ietf.org/html/rfc8216

[9] MDN contributors Introduction to the Real-time Transport Protocol (RTP)[EB/OL].(2019-03-18)[2020-04-09].s://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/WebRTC_API/Intro_to_RTP

[10] MDN contributors Introduction to WebRTC protocols[EB/OL].(2019-07-01)[2020-04-09].s://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/WebRTC_API/Protocols