P2P学习（三）网络传输基本知识---ICE
一：ICE了解
（一）ICE简介
ICE的全称Interactive Connectivity Establishment（互动式连接建立），由IETF的MMUSIC工作组开发出来的，它所提供的是一种框架，使各种NAT穿透技术可以实现统一。
ICE跟STUN和TURN不一样，ICE不是一种协议，而是一个框架（Framework），它整合了STUN和TURN。
（二）ICE框架
框架图如下：其中所有的服务Relay Server与STUN Server都可以部署到同一服务器上
1.组成成员
第一个是双方通信的Peer 有两台机子A和B ，他们都是在NAT之后，并且这两个终端都会在NAT后面形成一个映射后的公网的IP地址。
这里有两个NAT，在NAT外面有两个STUN 服务（其实也可以用一个STUN服务），这里的STUN服务主要用于Peer终端去穿越NAT时候进行NAT穿越使用的（去判断NAT类型和获取终端在公网中的IP）。所以这两个可以是两个，也可以是一个，甚至可以是多个。
relay server，就是前面文章所介绍的这个TURN Server。这个relay server的实际大多数情况下也具有STUN Server的功能，所以在这里呢，有可能这三个是合成一个的。那他也可以获取到这个NAT映射后的这个公网IP，同时，它还有这个中继的功能。
那最后一个呢，是这个网络（最上侧，云图案，其实上面的TURN与STUN服务也是在网络中，都可以汇集在一个公网服务器中），整个这个信令是通过这个云端然后进行交互的，这就是他整个这张图包含了一些元素。
（三）ICE通讯流程
那我们就来看看这ICE是如何进行工作并且使这个两个终端最终进行这个媒体流的通讯的？（左侧peer---通信-->右侧peer），两侧终端都是有网卡（IP），可以进行通讯
让这个终端去得到所有能够连接到这个终端B的通路。那这个终端都有哪些通路呢？
1.内网直接通信
如果两个对端是在同一个局域网内，那么这俩就直接通过这个本地的IP地址就可以进行通讯。
2.穿越NAT
终端首先访问STUN服务，通过STUN服务，能获取到NAT映射后的终端的公网地址（IP+端口）。
并且终端双方可以通过服务器，获取得到对方的公网地址，就可以进行NAT穿越了！！
那如果穿越成功了，他们也直接就能通过NAT进行通讯了。
那么如果不成功，那么还有地方，那么第三条路呢，
3.TURN服务进行中继
就是走中继。那这个终端通过NAT将数据转给TURN中继，中继服务，再向另外一个端去转发数据。
那是不是就这三个呢？其实不是啊，在这个终端上其实可能是多网卡。所以有可能是四个，但是可能有那个VPN那就有五个，有可能是虚拟IP那六个。那一个其实每一个都要做一些尝试
4.ICE框架
所以ICE的基本的功能就是第一步，要收集终端双方所有的通路（因为终端可能包含多个网卡，必定包含多个通路），那么第二步就是对所有通路进行检测，看能不能通，那通了之后，那么ICE的这个工作就算结束了。
但一般情况下，经过relay，这是最后一条路的时候肯定会通的。
二：ICE基本概念
（一）ICE Candidate
获取到这些candidate之后，终端之间要交换这些candidate，那使用什么进行交换呢？----通过候选者对（双方各自取一个candidate，组成候选者对），形成通路（是否可以互通，还需要进行连通性检查）
是使用SDP，那么它是对于这个媒体信息以及网络信息的一个描述规范。
这个规范，最终是通过信令将这个SDP发送给对方，双方拿到各自的对方的SDP，那么就能识别出对方都有哪些通路，并且同时了解自己有哪些通路。
它的格式是什么呢？
就是A代表一个属性呢，属性是一个Candidate，就是一个候选者。在这个这个candidate里面必须包含一些基本信息，那第一个就是这个类型的，它是UDP的还是TCP的，他的IP地址是多少？端口是多少？
类型是什么？是主机类型（就是我们自己本机的这个网卡还是这个反射后的，经过NAT反射后地址还是中继地址，他是有类型的）。---见（二）
Candidate类型包含以下种类：（上面案例使用的是主机候选者）
主机候选者就是主机网卡的IP地址还有端口
反射候选者就是经过NAT之后的这个公网IP地址和端口（不是伪公网）
中继候选者就是通过TURN服务给开通的这个IP地址和端口
（二）ICE具体工作内容
1.实际刚才我们已经描述了那么第一个收集candidate，那怎么收集？刚才已经做了一些介绍，后面我们还会做更详细的。
2.那收集到这些这个候选者之后呢，其实他要做一下排序，不是说每个候选者就直接进行检测，这样会浪费很多时间。
形成候选者对之后哪条路跟哪条路，形成多组的候选者对之后呢，然后要根据一套算法进行排序，根据优先级最高的那个先做测试，因为有可能是先通的，这样就节省了时间。
3.那个最后呢，就是进行连通性测试，连通性测试就是尝试，终端发送一个请求，然后对端给终端回一个请求。OK，那么双方都收到了，这就连通的，如果说发出去之后超时了，没有收到，这就是说明是不连通的。
以上这就是ICE具体做的一些事情。
（三）Candidate的获取
那我们看一下这个candidate的关系图，也就是说我们如何拿到这个candidate的？
本地这是一个agent，实际就相当于我们一个终端，但本地网卡，网卡有IP，那这个就是host的类型的主机候选者。
经过NAT到那个TURN服务也可以到达STUN服务 ，一般情况下，像我们真实的这个配置的时候呢，是STUN服务和TURN服务是部署在同一台机子上的，程序同时具有STUN和TURN两者的功能。
因此，通过STUN服务，就可以拿到主机的映射地址，就是NAT之后那个映射的公网地址（IP和端口），也就是说是反射候选者。
此外，通过向TURN服务发送一个allocate请求，那么如果成功了，TURN服务端会开通中继地址（IP地址和端口），作为中继候选者。
所以这三种类型就是通过以上方式获取：通过发送一个请求获取这几种的候选者
主机候选者就是获取自己本机所有IP和指定端口。
发射候选者是通过向STUN/TURN服务发送请求的时候获取到的映射后的这个NAT转换后的公网IP和端口。
中继候选者是通过这个TURN服务，我们发送一个allocate的请求申请的这个服务，为数据的转发开通一个新的IP和端口，就是中继地址。
那么拿到这些候选者之后，我们要交换信息，刚才已经说了，就是通过SDP交换信息。
（四）SDP了解及基本格式
SDP案例： 下面这个例子中，就是一个标准的SDP案例
首先是版本信息v，一般都是0;
那第二个是o,表示为owner，这个SDP归谁所有，比如案例中主机名字jdoe，有多个系列号，最后包含一个IP地址。但是这IP地址并不一定是最终要进行传输的IP的地址，在我们WEBRTC里并不是用这个IP，而是使用candidate中的ip。
c表示connection表示连接这个网络的IPV4，OK，这些都不太重要。
那么这里呢，有一个媒体信息m,就是说在我这次交换媒体信息里，媒体就是一个audio也就是音频，它使用的是RTP的协议，
对于这个音频它有一个参数a=rtpmap，就是我使用的这个音频的编码方式是PCMU采样率是8000，这里大家了解一下就好。
最重要的是最后两行，它检测到有两种Candidate就是候选的路：
第一条是UDP的，IP 是 10.0.1.1端口是 8998，类型是host；
第二种也是UDP的，IP是192.0.2.3端口是45664,类型是穿越NAT的映射地址，
这里没有中继地址，就是最终不可能通过中继传输数据，那要么就是说我们在同一局域网内可以互通，要么就是穿越NAT走P2P，这就是SDP。
（五）Candidate Pair
获取得到所有的candidate之后，就要形成候选对，通过检测连通性之后，形成通路！！！
（六）连通性检测
获取得到所有的候选对之后，开始做连通性检测：
首先，要进行排序，要把优先级高的先排队最先进行检测，这样可以节省时间，这在之前已经做过介绍。
然后，那在检测的时候，首先是要进行发送检测，就是测试能不能发出去。如果可以发送出去的话，接下来进行接收检查。
最后，对每个候选对进行接收检查。
其实在实际过程中，为了节省时间，发送跟接收是串行的，所以如果发送出去之后，然后再能收回我自己发送的信息，那么说明整个通路就是通过了，这其实在实现时还是非常简单的，这么说起来呢，就是要分为发送检测和接收检测。
