Автор: Интернет Хостинг Центр

Вы можете позвонить другу, открыв определённую страницу в браузере — ваш разговор начнется быстро и пройдет без задержек. За общение в реальном времени отвечает WebRTC — технология, не требующая установки дополнительных плагинов или приложений. Разбираемся, как работает WebRTC и почему он стал стандартом современных коммуникаций.

Что такое WebRTC в браузере

WebRTC (Web Real-Time Communication) — набор технологий, протоколов и API, позволяющих приложениям и сайтам обмениваться аудио- и видеоконтентом и другими данными в реальном времени без необходимости установки дополнительного программного обеспечения. Вместо загрузки отдельного приложения для видеозвонка или чата вы можете воспользоваться возможностями вашего любимого браузера — будь то Google Chrome, Mozilla Firefox, Microsoft Edge и т. п. Это означает, что вы можете совершать звонки, отправлять сообщения, делиться файлами и участвовать в видеоконференциях прямо на сайте, поддерживающем WebRTC. Например, когда вы используете Google Meet или Discord в web-версии, вы используете именно протокол WebRTC.

Отметим, что WebRTC — это не отдельная программа, а набор APIs and protocols, встроенных в современные браузеры — благодаря этому разработчики могут создавать приложения для видеоконференций, чатов и игр с минимальными усилиями.

Что такое WebRTC в браузере
Image by storyset on Freepik.

Принцип работы протокола WebRTC

Рассмотрим пошагово, как работает эта технология:

  1. Установка соединения. Перед тем как два устройства начнут обмениваться данными, им нужно «договориться» о параметрах соединения. Этот процесс называется сигнализацией. Он включает:

    • обмен метаданными, т. е. устройства передают друг другу информацию о своих IP-адресах, поддерживаемых кодеках и настройках сети;
    • использование протоколов, для сигнализации часто применяются WebSocket, SIP или обычные HTTP-запросы.

  2. Обход NAT и Firewall: STUN и TURN. Одна из главных проблем прямых соединений (peer-to-peer, P2P) — ограничения, накладываемые сетевыми экранами и NAT. Для их обхода используются два протокола:

    • STUN (Session Traversal Utilities for NAT) — помогает устройствам узнать свои внешние IP-адреса и порты, что необходимо для установки прямого соединения;
    • TURN (Traversal Using Relays around NAT) — если прямое соединение невозможно (например, из-за строгих настроек сети), данные передаются через промежуточный сервер.
  3. Передача данных: P2P-соединение. Когда устройства «договорились» и обошли сетевые ограничения, они устанавливают P2P-соединение. Простыми словами, данные передаются напрямую между участниками, без участия серверов, с минимальными задержками.

  4. Шифрование данных. Применяется два протокола шифрования:

    • DTLS (Datagram Transport Layer Security) защищает данные при установке соединения;
    • SRTP (Secure Real Time Transport Protocol) шифрует аудио- и видеопотоки.

    Это гарантирует, что даже если злоумышленник перехватит данные, он не сможет их расшифровать.

Главная особенность WebRTC — отсутствие сервера-посредника, данные идут напрямую. Например, при видеозвонке ваш голос достигает собеседника быстрее, чем с использованием традиционных серверных решений.

Кодеки в WebRTC

Кодеки — это алгоритмы сжатия данных. В WebRTC используются видео- и аудиокодеки:

  1. VP8. Открытый видеокодек, созданный компанией On2 Technologies и приобретённый Google. Обеспечивает хорошую компрессию видео и совместим со многими платформами и устройствами.
  2. VP9. Преемник VP8 с лучшей компрессией и качеством видео. Хорошо подходит для передачи HD-видео и 4K-контента.
  3. H.264 (или AVC). Популярный видеокодек, поддерживаемый большинством устройств и платформ. Обеспечивает отличное качество видео при относительно низком битрейте.
  4. H.265 (или HEVC). Следующий шаг после H.264, обеспечивающий ещё большую степень компрессии при сохранении высокого качества видео. Однако его применение ограничено патентами и лицензиями.
  5. Opus. Современный аудиокодек, отлично подходит для передачи голоса и музыки. Обладает высокой степенью сжатия и качеством звука, хорошо справляется с потерями пакетов.
  6. G.711. Старый, но проверенный временем аудиокодек, используемый в телефонии. Обеспечивает хорошее качество звука, но имеет более высокую битрейтовую нагрузку по сравнению с современными аналогами.
  7. iLBC (Internet Low Bitrate Codec). Узкополосный аудиокодек для передачи речи при низких скоростях соединения. Устойчив к потере пакетов и обеспечивает приемлемое качество звука даже в условиях нестабильного интернета.
  8. ISAC(Internet Speech Audio Codec). Адаптивный аудиокодек, разработанный Google. Выбирает оптимальные параметры кодирования исходя из состояния сети, поддерживает баланс между качеством звука и пропускной способностью.

Наиболее широко применяются VP8/VP9 — для видео и Opus — для аудио. Они основаны на открытых стандартах и совместимы с большинством устройств.

Плюсы использования WebRTC

Возможности WebRTC привлекательны для разработчиков и пользователей, ценящих скорость, простоту и надёжность. Рассмотрим плюсы технологии подробно:

  1. Простота интеграции в любые проекты. Используя встроенный в browser API, можно легко добавить аудио- или видеосвязь в приложение. Не нужно писать сложные алгоритмы для обработки потоков — всё уже реализовано на уровне протокола.
  2. Общение в реальном времени без лагов. Для видеочатов и онлайн-игр даже секундная задержка может ухудшить пользовательский опыт. RTC успешно справляется с этой задачей — по прямому соединению между устройствами (P2P) данные передаются почти мгновенно, в 2-3 раза быстрее, чем у традиционных VoIP-решений. Например, сервис Discord использует WebRTC для голосовых каналов, чтобы игроки могли координироваться в режиме реального времени.
  3. Надёжная защита передаваемых данных. WebRTC с самого начала создавался с учётом современных стандартов безопасности. Даже если злоумышленник перехватит данные, расшифровать их будет практически невозможно. Например, мессенджер Signal использует WebRTC как основу для своих шифрованных звонков.
  4. Кроссплатформенность. WebRTC работает везде, где есть современный браузер: на Windows, macOS, Linux, iOS, Android. Не нужно выпускать отдельные приложения под каждую ОС — достаточно оптимизировать веб-интерфейс. Например, образовательная платформа Coursera внедрила WebRTC для трансляций лекций — студенты могут подключаться с любых устройств без дополнительных настроек.

  5. Гибкость для необычных задач. WebRTC — это не только звонки. С его помощью можно:

    • стримить игры прямо в браузер (как в сервисе Google Stadia);
    • создавать интерактивные трансляции для онлайн-мероприятий;
    • управлять IoT-устройствами, используя видеопоток;
    • строить распределённые системы для передачи файлов между пользователями без серверов.

    Пример: художники используют WebRTC в проектах виртуальной реальности, чтобы совместно рисовать 3D-объекты в режиме реального времени.

  6. Открытая экосистема и сообщество. WebRTC — это open source проект, который поддерживают Google, Mozilla, Microsoft и другие IT-гиганты. У разработчиков есть доступ к постоянно обновляемым библиотекам, бесплатным туториалам и форумам для решения проблем. Например, на GitHub есть сотни готовых решений для интеграции WebRTC — от чатов до систем распознавания лиц.

Как видим, WebRTC подходит как для стартапов, так и для крупных компаний, которые хотят добавить в свои продукты функции реального времени без лишних затрат. Технология продолжает развиваться и предлагает новые возможности каждый год.

Минусы WebRTC

К недостаткам этой технологии можно отнести:

  1. Сложность настройки. Прямые соединения могут не работать в строгих корпоративных сетях.
  2. Ограниченная поддержка кодеков. Например, protocol H.264 требует лицензии, поэтому не всегда доступен.
  3. Утечка IP-адресов. Даже при использовании VPN WebRTC может раскрыть реальный IP через STUN-запросы.

Но эти проблемы решаемы. Для защиты IP можно отключить WebRTC в настройках браузера для корпоративных сетей — настроить TURN-серверы.

Как подключить WebRTC

Подключение довольно простое — для этого необходимо использовать JavaScript API браузера. Разработчики могут легко интегрировать real-time communications в свои приложения, руководствуясь документацией и примерами кода:

  1. Используйте JavaScript API.

    const peerConnection = new RTCPeerConnection();
  2. Настройте серверы сигнализации для обмена метаданными (например, через WebSocket).

  3. Добавьте обработчики потоков:

    navigator.mediaDevices.getUserMedia({ video: true }).then(stream => {
    peerConnection.addStream(stream);
    });

К примеру, в мессенджере WhatsApp Web применен похожий подход для звонков через браузер.

Где и для чего используют WebRTC

Используя WebRTC, люди и устройства могут общаться в реальном времени независимо от их местоположения. Некоторые примеры её применения:

  1. Телемедицина. Онлайн-консультации с просмотром рентгеновских снимков в реальном времени.
  2. Образование. Интерактивные лекции и вебинары.
  3. IoT. Управление умным домом через браузер.
  4. Гейминг. Стриминг игр с низкой латентностью (например, Google Stadia).

Интересный кейс — платформа Twitch, где стримеры иногда используют WebRTC для трансляций без промежуточных серверов.

Заключение

WebRTC — это технология, которая превратила браузеры в универсальные инструменты для коммуникаций. Она проста для разработчиков, удобна для пользователей и продолжает развиваться. Несмотря на небольшие сложности, её потенциал огромен: от видеозвонков до управления роботами в реальном времени. Если вы ещё не попробовали WebRTC, самое время начать!