搞懂 P2P 技術 (3) - WebRTC x AWS x KVS

WebRTC 是什麼？

WebRTC（Web Real-Time Communication）是一套原生於瀏覽器的 API，能夠實現即時語音、視訊與資料通訊功能。
其底層基於 ICE、SDP、STUN、TURN 等協定進行 NAT 穿透，建立可靠 P2P 連線。

📖 WebRTC Wiki

Signaling Server 是做什麼的？

信令伺服器的角色是協助交換連線前的資訊：

SDP（Session Description Protocol）
ICE Candidates

你可以使用 WebSocket、HTTP、MQTT 等協議實作 signaling server，WebRTC 並未強制規定。

TIP

Signaling Server 並不參與音訊/影像資料的傳輸，只做連線資訊交換，因此可依需求選擇通訊協定。

SDP 是什麼？

SDP 是一種會話描述協定（RFC 2327），負責定義媒體流參數，例如媒體格式、頻道、傳輸協定與傳輸埠等。

以下為 SDP 範例：

v=0
o=mhandley 2890844526 2890842807 IN IP4 126.16.64.4
s=SDP Seminar
i=A Seminar on the session description protocol
u=http://www.cs.ucl.ac.uk/staff/M.Handley/sdp.03.ps
e=mjh@isi.edu (Mark Handley)
c=IN IP4 224.2.17.12/127
t=2873397496 2873404696
a=recvonly
m=audio 49170 RTP/AVP 0
m=video 51372 RTP/AVP 31
m=application 32416 udp wb
a=orient:portrait

ICE Candidate 是什麼？

ICE Candidate 是候選連線路徑資訊，包含 IP、Port、傳輸協議類型（如 UDP、TCP）等。
WebRTC 每次啟動連線時，會為每個網路介面產生多個 Candidate，交換後選擇最佳傳輸路徑。

範例如下：

{
  "sdpMLineIndex": 0,
  "sdpMid": "",
  "candidate": "a=candidate:2999745851 1 udp 2113937151 192.168.56.1 51411 typ host generation 0"
}

這些 Candidate 會透過 Signaling Server 傳遞給遠端 Peer，雙方整理完所有路徑後，WebRTC 會使用 ICE 機制決定最終的通訊方式。

WebRTC 建立連線流程

整體流程分為四大階段：

雙方連上 Signaling Server，交換 SDP 與 ICE Candidates
Peer 向 STUN 伺服器請求 public IP
若無法直連，則改透過 TURN Server 轉送
雙方最終選定路徑建立 P2P 通道

AWS KVS 是什麼？

AWS Kinesis Video Streams for WebRTC（簡稱 KVS）是 Amazon 提供的 WebRTC 全託管解決方案。它內建：

Signaling Server（WebSocket）
STUN / TURN
權限驗證、加密、IAM 整合

你只需要串接 SDK，就能快速在 Web / iOS / Android 建立雙向音視訊串流。

📖 AWS 官方文件

TIP

KVS 適合用於 IoT、遠端監控、IPCam 等場景，不需要自己維護 signaling 或 relay server，節省大量開發與維運成本。

成果展示

以下為實作成功後，於 iOS 與 Android 上的串流畫面：

踩雷補充

在實作 AWS KVS WebRTC for Android 時：

官方 Sample 使用 tyrus 連線 WebSocket
更換為 okhttp 會出現 403 Forbidden 錯誤
最終發現是 URL 被重複 encode，導致簽名驗證失敗

🔗 解法參考 GitHub Issue： https://github.com/awslabs/amazon-kinesis-video-streams-webrtc-sdk-android/issues/74

總結

本篇完整介紹了 WebRTC 中的 ICE、SDP、Signaling、Candidate 流程，以及如何使用 AWS KVS 快速實現 WebRTC。從底層協議原理到雲端服務應用，都有了初步理解。

TIP

如果你在開發 WebRTC 或整合 AWS KVS 時有遇到實作瓶頸，歡迎留言或寫信交流，我會持續整理實戰經驗幫助更多開發者。