我們將探討Agora.io實(shí)時云如何通過端到端的虛擬網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)來處理全球“移動端到端”Web實(shí)時通信(WebRTC)的挑戰(zhàn)。本文的一個版本最初發(fā)布在《WebRTCWorld》（WebRTC世界）（參見：http://bit.ly/Mobile2Mobile）中；此前，Agora.io剛剛宣布融資0.2億美元并推出首款產(chǎn)品（參考資料1）。

　　如今，應(yīng)用程序和用戶的主要特點(diǎn)是全球化和移動化，而且通常具有“移動端到端”的性質(zhì)。實(shí)際上，“移動爆發(fā)點(diǎn)”發(fā)生在2014年，就在這一年，移動智能手機(jī)用戶達(dá)到近20億人，超過了全球的臺式機(jī)用戶數(shù)量（參考資料2）。這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，80%的互聯(lián)網(wǎng)用戶擁有智能手機(jī)，并且這些移動用戶的在線時間更長，內(nèi)容消費(fèi)量也大幅增多。諸如Facebook和Twitter等社交媒體平臺指出，如今移動交互次數(shù)顯著多于臺式機(jī)交互次數(shù)，而且大多數(shù)新的社交媒體應(yīng)用程序（例如Instagram、WhatsApp、WeChat、Snapchat等）主要都是移動應(yīng)用程序。

　　最近的研究表明，我們使用手機(jī)的時間超過了睡眠時間（參考資料3），更不用說看電視或進(jìn)行其他活動的時間！眾所周知，我們的在線社交、游戲和信息社區(qū)都是全球化的——我們每天都在與散布全球的人們分享信息和溝通交流。

　　在應(yīng)用程序中加入實(shí)時通信功能，讓參與者可根據(jù)需要在任何地方與對方交談并能看到對方，這種全球化的和移動化的實(shí)時通信無疑是一個巨大的挑戰(zhàn)。第一家真正切實(shí)簡化互聯(lián)網(wǎng)全球通信的公司是Skype，正因?yàn)槿绱耍�我們中的許多人仍在使用Skype與遠(yuǎn)在其他國家/地區(qū)的親屬進(jìn)行交談。然而，Skype已成為一個僵化的孤立平臺，由于其API較少，因此無法以靈活、隱形的方式輕易嵌入在其他應(yīng)用程序中。此外，Skype現(xiàn)已納入Microsoft麾下，已經(jīng)成為Microsoft為擴(kuò)展MSOffice并取代MSLync而重點(diǎn)開發(fā)的Skype-For-Business中的關(guān)鍵一環(huán)，似乎不會再回過頭來加入可以輕易嵌入的通信功能。

　　那么，對于自行構(gòu)建應(yīng)用程序來直接納入通信功能的應(yīng)用程序開發(fā)人員而言，有什么替代方案呢？過去四年來，在Google和Mozilla以及最近Microsoft和其他公司（參考資料4）的推動下，在IETF（參考資料5）和W3C（參考資料6）開展的標(biāo)準(zhǔn)制定計劃的支持下，WebRTC登上了歷史舞臺，成為一種可將通信功能輕松集成到應(yīng)用程序中的全新開放式標(biāo)準(zhǔn)。

　　本博文將探討標(biāo)準(zhǔn)的WebRTC方案在為真正的全球化、移動化的應(yīng)用程序交付可靠、一致的體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)方面所面臨的挑戰(zhàn)，并討論可化解這些挑戰(zhàn)并針對全球化而優(yōu)化的體系結(jié)構(gòu)。

　　WebRTC應(yīng)用程序的基礎(chǔ)體系結(jié)構(gòu)模式是“三角形”模式，如下所示。

　　無論應(yīng)用程序位于移動應(yīng)用程序之中，還是位于瀏覽器的JavaScript代碼中，都會與集中式的Web應(yīng)用程序服務(wù)器進(jìn)行通信，這些服務(wù)器為每個設(shè)備提供在各設(shè)備之間協(xié)調(diào)通信所需的信息。在每個設(shè)備上，API用于根據(jù)需要獲取對麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器和攝像頭的訪問，并計算設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)路徑，此過程可能會因?yàn)榉阑饓Α�NAT和其他機(jī)制而變復(fù)雜。建立通信后，語音、視頻和數(shù)據(jù)通信媒體將以對等端到對等端的方式直接在設(shè)備之間流動。一切看似完美無缺。

　　然而，雖然互聯(lián)網(wǎng)對等通信因?yàn)楹啽恪⒚赓M(fèi)且不需要其他基礎(chǔ)架構(gòu)而堪稱是“理想的”方案，但是用戶能否在整個通信過程中獲得出色的體驗(yàn)質(zhì)量，則完全取決于網(wǎng)絡(luò)連接的質(zhì)量以及此質(zhì)量在整個通信會話期間的穩(wěn)定性。

　　理想的WebRTC使用情形通常表述如下：兩個端點(diǎn)均為瀏覽器，二者分別基于具有適當(dāng)性能且配備WiFi或有線網(wǎng)絡(luò)連接的筆記本電腦，并通過具有適當(dāng)一致性的網(wǎng)絡(luò)在同一國家/地區(qū)內(nèi)進(jìn)行通信。在這種情況下，不會有什么問題。但是，如果這些設(shè)備是具有3G、4G或WiFi連接且可能在這些連接之間切換的手機(jī)，帶寬在用戶移動過程中經(jīng)常波動，而且這些設(shè)備處于完全不同的國家/地區(qū)，其中某些國家/地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)很不通暢，那么通信質(zhì)量就可能非常糟糕！因此，許多具有跨國家/地區(qū)通信經(jīng)歷的應(yīng)用程序開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)，WebRTC的體驗(yàn)質(zhì)量是一個真正的挑戰(zhàn)。標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)不對實(shí)時通信提供任何類型的“服務(wù)質(zhì)量”保證，這一點(diǎn)可從私有企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中看出；因此，只要存在某種連接，就不會對用戶之間傳輸語音和視頻數(shù)據(jù)包的方式進(jìn)行任何重新路由或更改。即使?fàn)顩r很糟，也會照舊進(jìn)行。

　　就本質(zhì)而言，WebRTC提供了各種庫和編解碼器，它們包括在某些Web瀏覽器中，或者由不同公司打包為SDK以供移動應(yīng)用程序使用，但是WebRTC并不為這些端點(diǎn)提供針對QoE優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量完全取決于您以及用戶之間變化莫測的諸多移動網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)連接！

　　HelloTalk是一款典型的全球性移動應(yīng)用程序，同時適用于AppleIoS和Android，可為任何國家/地區(qū)的用戶提供一個交互式社交環(huán)境來學(xué)習(xí)新的語言。我們曾在之前關(guān)于HelloTalk的博文中深入探討過HelloTalk，因此本文不再贅述（參考資料7）。案例研究已經(jīng)說明了對于像HelloTalk這樣的公司，為何必須要讓全球性的“移動端到端”通信每次都得提供卓越的體驗(yàn)質(zhì)量，并且無論用戶處于哪個國家/地區(qū)，無論采用何種網(wǎng)絡(luò)連接。

　　對于“移動端到端”的WebRTC挑戰(zhàn)，其解決方案在于提供一個針對RTC優(yōu)化的全球虛擬網(wǎng)絡(luò)，盡可能以本地方式連接各個移動設(shè)備，然后確保這些用戶之間的全球連接在整個通信會話期間都保持出色的QoE。

　　移動設(shè)備可通過3G、4G或WiFi和寬帶連接至Agora.io網(wǎng)絡(luò)，延遲和連接類型可能會在用戶移動中不斷變化。因此，這里的重點(diǎn)是容錯，并基于網(wǎng)絡(luò)狀況不斷調(diào)優(yōu)音頻/視頻。由于預(yù)計會出現(xiàn)“數(shù)據(jù)包丟失”和“抖動”等技術(shù)問題，因此體系結(jié)構(gòu)在設(shè)計上也必須能夠處理它們。這需要對編解碼器和傳輸協(xié)議進(jìn)行創(chuàng)新，使之針對移動設(shè)備而高度優(yōu)化。對于特定的設(shè)備，即使是回聲消除這類功能，也必須高度調(diào)優(yōu)，確保從一開始就提供最佳語音質(zhì)量。

　　為確保從當(dāng)?shù)剡M(jìn)行快速訪問，需要提供大量的訪問節(jié)點(diǎn)——Agora.io目前在全球擁有超過65個數(shù)據(jù)中心，而且還在不斷擴(kuò)張。通信將會直接進(jìn)入Agora.io網(wǎng)絡(luò)，而不是在全球進(jìn)行隨機(jī)的對等傳輸。這使得“虛擬”Agora.io網(wǎng)絡(luò)可以自動、持續(xù)地針對QoE進(jìn)行優(yōu)化。

　　當(dāng)通信抵達(dá)Agora.io網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)后，如何將此通信路由至目標(biāo)就成了關(guān)鍵問題。為確保在全球保持較低的成本，Agora.io采用全球的互聯(lián)網(wǎng)（因此任何人都不需要為專用線路支付電信層面的成本），但其路由和優(yōu)化并不是完全依賴互聯(lián)網(wǎng)。Agora.io不斷監(jiān)視其所有節(jié)點(diǎn)，知道全球在每一時刻的最佳實(shí)時通信網(wǎng)絡(luò)路徑。因此，在路由過程中，系統(tǒng)會根據(jù)需要動態(tài)重新路由實(shí)時通信，從而繞開瓶頸并確保實(shí)現(xiàn)良好的QoE。Agora.io網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)還直接管理低層級冗余選項(xiàng)和重新傳輸決策，對實(shí)時語音和視頻通信提供最適當(dāng)?shù)奶幚恚�這一點(diǎn)不同于普通的Web需求或單向流式傳輸需求。

　　此方式對于處理網(wǎng)絡(luò)“不良”(Brown-Out)狀況具有重要意義。在網(wǎng)絡(luò)狀況不良時，各互聯(lián)網(wǎng)路徑仍然有效，但狀況很糟，無法滿足實(shí)時通信對于低延遲和低數(shù)據(jù)包丟失率的需求。“中斷”(Black-Out)則與此不同，其中各連接均已中斷，互聯(lián)網(wǎng)可自行（緩慢）確定建立新路由的必要性。Agora.io虛擬網(wǎng)絡(luò)可快速發(fā)現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)中較好和較差的通信狀況，并實(shí)時采取相應(yīng)的措施。

　　因此，在整個會話期間，大部分Agora.io通信并非采取對等傳輸（盡管在本地可實(shí)現(xiàn)此功能），而是接受動態(tài)管理；Agora.io的全球分布式節(jié)點(diǎn)（超過65個）以虛擬網(wǎng)絡(luò)層的形式在標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)之上運(yùn)行。

　　其結(jié)果則是一款真正的端到端全球SDK和網(wǎng)絡(luò)管理解決方案，可確保為語音和視頻通信提供出色的體驗(yàn)質(zhì)量，尤為注意滿足移動設(shè)備的嚴(yán)苛要求。

　　為支持新一代“移動端到端”的全球性應(yīng)用程序，以及臺式機(jī)/瀏覽器和移動混合情形實(shí)現(xiàn)實(shí)時通信，開發(fā)人員需要一種針對RTC優(yōu)化的全球網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)今的大多數(shù)WebRTC方案只是提供相應(yīng)的庫，而網(wǎng)絡(luò)是否夠好則完全取決于您！而且，這些庫和工具通常針對瀏覽器使用情形而優(yōu)化，不一定適合性能和網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量均波動劇烈的移動設(shè)備。

　　Agora.io提供了一種富有創(chuàng)新的全球RTC網(wǎng)絡(luò)，其Agora。io移動SDK中已內(nèi)置移動優(yōu)化，因此Agora客戶可直接受益于這些功能。Agora將繼續(xù)納入更多WebRTC標(biāo)準(zhǔn)，以便輕松連接至標(biāo)準(zhǔn)的WebRTC瀏覽器，同時通過SDK保持最佳的“移動到移動”體驗(yàn)。這使得Agora客戶（例如HelloTalk等）能夠?yàn)槠淙�球用戶提供更多選擇，并大幅提升體驗(yàn)質(zhì)量。

• 參考資料1：http://cn.agora.io/press-releases/%E5%A3%B0%E7%BD%91agora%E5%AE%A3%E5%B8%83%E8%8E%B7%E5%BE%972000%E4%B8%87%E7%BE%8E%E5%85%83b%E8%BD%AE%E8%9E%8D%E8%B5%84/
• 參考資料2：http://www.smartinsights.com/mobile-marketing/mobile-marketing-analytics/mobile-marketing-statistics/
• 參考資料3：http://www.dailymail.co.uk/health/article-2989952/How-technology-taking-lives-spend-time-phones-laptops-SLEEPING.html
• 參考資料4：http://www.agora.io/webrtc-video-and-quality-of-experience/
• 參考資料5：https://tools.ietf.org/wg/rtcweb/
• 參考資料6：https://www.w3.org/2011/04/webrtc/