音视频通信解决方案（MQTT）

名词解释

• MQTT

  • 一种物联网和移动互联网领域的行业标准协议，适合移动终端之间的数据传输。云消息队列 MQTT 版默认支持该协议。

• MQTT服务器

  • 云消息队列 MQTT 版提供的MQTT协议交互的服务端节点，用于完成与MQTT客户端和云消息队列 RocketMQ 版各自的消息收发。

• MQTT客户端

  • 用于和MQTT服务器交互的移动端节点，本方案中特指发送或接收音视频通话请求的音视频移动端应用。

• P2P消息

  • 云消息队列 MQTT 版在标准的MQTT协议基础上提供的一种特殊消息，该类型消息无需普通的订阅关系匹配，便可直接发送给指定的单个目标MQTT客户端。详细信息，请参见P2P消息收发模式（MQTT）。

• RTC

  • 实时通信，一种主要面向语音、视频领域的网络通信方式。目前比较主流的应用场景是语音通话、视频通话、视频会议等。

• RTC服务器

  • 阿里云音视频通信RTC提供的音视频相关媒体通道服务。

• 音视频业务管控服务器

  • 音视频通信系统中的管控节点（下文简称音视频管控服务）。音视频管控服务需要由业务方自行建设，用于控制所有音视频通信会话的生命周期。该管控节点一般部署在云端，使用阿里云的基础产品搭建。

• 音视频移动端应用

  • 音视频通信系统中最终用户持有的终端App（下文简称终端App）。用户使用该App发起或者参与音视频通话。

方案架构

方案架构展示了音视频通信解决方案的架构。

如方案架构所示，音视频管控服务和终端App之间通过阿里云消息队列产品完成信令传输，通过阿里云音视频通信RTC产品完成业务数据交互。详情可参见下文中的数据交互部分。

方案优势

音视频通信解决方案的优势如下所述：

• 服务能力弹性扩缩

  • 云消息队列 MQTT 版和音视频通信RTC服务都能实现按需使用，动态扩缩，轻松应对突发流量高峰。

• 网络覆盖范围广

  • 云消息队列 MQTT 版和音视频通信RTC都提供全球部署，实现服务就近接入，避免自建跨区跨国的成本。

• 建设周期短，接入简单

  • 无运维建设过程，人力和硬件成本降低。

  • API简单易用，快速上手。

• 安全可靠

  • 所有服务节点高可用，稳定性高。

  • 云消息队列 MQTT 版支持SSL/TLS加密，媒体流支持SRTP保护。

数据交互

数据流所展示的是基于云消息队列 MQTT 版和音视频通信RTC实现一次音视频通话会议的调用流程，其中灰色部分为您的自建开发程序或服务，蓝色部分是云消息队列 MQTT 版、云消息队列 RocketMQ 版以及音视频通信RTC所提供的服务。

如数据流所示，该场景中用户A将邀请用户B加入音视频会议，具体流程如下所述：

1. 终端App的某个用户A发起会议请求，通过发送MQTT消息将请求传递到MQTT服务端，消息经过云消息队列 MQTT 版路由到云消息队列 RocketMQ 版，业务方自行开发的音视频管控服务通过接收消息处理该会议请求，验证通过后调用音视频通信RTC的API注册本次通信的相关资源和参数。

2. 音视频管控服务收到参数后将参数封装成邀请入会的消息，发送到云消息队列 RocketMQ 版，经过云消息队列 MQTT 版路由后消息会投递给发起者用户A使用的终端App，用户A的终端App根据参数加入会议频道完成入会操作。

3. 音视频管控服务还需要根据用户A邀请的信息找到用户B信息，同样封装一条邀请入会的消息，传递流程同步骤2。

4. 会议参与者用户B收到参数后加入会议，本次通信初始化完成。

基于上述设计思路，可以使用云消息队列 MQTT 版消息实现其他自定义流程，例如销毁会议、中途拉人入会、禁言等操作。云消息队列 MQTT 版在音视频会议场景中充当了信令传输的角色。

注意事项

上述流程简要描述了如何使用云消息队列 MQTT 版和音视频通信RTC快速构建自己的音视频通话App。具体的SDK说明，请参见云消息队列 MQTT 版、云消息队列 RocketMQ 版以及音视频通信（RTC）文档。

其中使用云消息队列 MQTT 版构建音视频通话场景的信令传输时，相关的消息类型设计以及参数设计请尽可能遵循如下原则：

• 客户端ID映射

  MQTT协议要求每个客户端都有一个全局唯一的Client ID，Client ID由以下两部分组成，这两部分通过 “@@@” 分隔符连接，只需要保证最终的Client ID唯一且总长度不超过64个字符即可：

  • 前缀Group ID：Group ID需在云消息队列 MQTT 版控制台申请。建议Group ID按照App的平台或者渠道进行粗分类，例如Android和iOS的客户端分成不同的Group ID，或者不同版本的客户端使用不同的Group ID，方便问题定位。

  • 后缀Device ID：Device ID由应用生成。Device ID可以和用户App账号ID进行一一映射，确保全局唯一。

  Client ID的更多信息，请参见名词解释。

• Topic名称映射

  使用云消息队列 MQTT 版收发消息需要了解MQTT协议订阅关系的模型，详细信息，请参见协议文档和官网文档。

  MQTT是遵循发布/订阅模型的消息协议，订阅关系和Topic符合目录树格式，Topic可分为父级Topic和子级Topic，Topic（包含父级Topic和子级Topic）的总长度不能超过64个字符：

  • 父级Topic：通常称目录树第一级的Topic为父级Topic。父级Topic需要在云消息队列 MQTT 版控制台申请后才可使用，申请后相当于一个Namespace。

  • 子级Topic：目录树第一级的Topic的后续部分称为子级Topic。子级Topic无需申请，业务方可以随意指定。

  Topic的更多信息，请参见名词解释。

  业务方设计用于消息收发的Topic时，需要遵循以下原则：

  • 上行消息（终端App发给管控服务的消息）和下行消息（管控服务发给终端App的消息）使用不同的父级Topic。

  • 不同优先级或者消息量级差别比较大的消息使用不同的父级Topic。

  对于上文描述的交互流程，建议使用云消息队列 MQTT 版提供的P2P消息，P2P消息不需要订阅，发送方直接指定对端接收即可，P2P消息的详细信息，请参见P2P消息收发模式（MQTT）。

• 收发消息参数设计

  由于移动App可能存在应用切入后台被杀死（Kill）导致移动App不在线的情况，需对终端App做以下配置，以确保终端App离线重连后可以收到之前的消息：

  • cleanSession参数设置为“false”

  • QoS设置成“1”

  终端App应该对收到的消息做去重以及时效性校验（例如终端App离线超过1天，再次上线收到了1天前的消息）。

  cleanSession和QoS的更多信息，请参见名词解释。