外網訪問內網海康威視監控視頻的方案：WebRTC + Coturn 搭建

外網訪問內網海康威視監控視頻的方案：WebRTC + Coturn

需求背景

在倉庫中有海康威視的監控攝像頭，內網中是可以直接訪問到監控攝像的畫面，由于項目的需求，需要在外網中也能看到監控畫面。

實現這個功能的意義在于遠程操控設備的時候可以看到監控畫面，方便查看遠程操作的效果。

解決方案

海康威視監控攝像頭提供的是RTSP視頻流，在網上查閱了資料，可以通過WebRTC協議在web頁面上顯示RTSP視頻流。

WebRTC協議實現的最好的開源項目是webrtc-streamer，地址在：https://github.com/mpromonet/webrtc-streamer

由于WebRTC會使用對等連接，所以從外網訪問內網的海康威視監控視頻的時候就需要中繼服務，也就是需要一個 STUN 或 TURN 服務器，其作用是為每個客戶端提供 ICE 候選，然后將其轉移到遠程對等方。

大多數 WebRTC 應用都需要服務器來中繼對等方之間的流量，因為客戶端之間通常無法建立直接套接字（除非它們位于同一本地網絡中）。常見的解決方法是使用 TURN 服務器。該術語代表“Traversal Using Relays around NAT”，是一種用于中繼網絡流量的協議。

目前，網上有多個 TURN 服務器選項，既有自托管應用（例如開源 COTURN 項目），也有云端提供的服務。

本項目最終采用自托管的COTURN項目，地址在：https://github.com/coturn/coturn

方案示例圖如下：

在這里插入圖片描述

上圖中的Relay server即為turn中繼服務器，而STUN server的作用是通過收集NAT背后peer端(即：躲在路由器或交換機后的電腦）對外暴露出來的ip和端口，找到一條可穿透路由器的鏈路，俗稱“打洞”。stun/turn服務器通常要部署在公網上，能被所有peer端訪問到，coturn開源項目同時實現了stun和turn服務的功能，是webrtc應用的必備首選。

方案確定了，接下來就是動手實際搭建了。

實際搭建

基于Coturn搭建stun/turn服務器

參考github中readme文檔，在云服務器中直接使用apt安裝：

step1 更新軟件源

$ sudo apt update

step2 安裝coturn

$ sudo apt install coturn

step3 修改配置文件

主要修改下面幾項關鍵的配置：

lt-cred-mech

user=<用戶名>:<密碼>

注意：要把用戶名和密碼替換成實際的字符串。

step4 停止掉coturn服務

由于安裝coturn服務后，默認是會運行該服務的，所以這兒要先停止掉

$ sudo systemctl stop coturn

step5 前臺運行turnserver服務器

第一次運行，最好是使用前端運行的方式，如果沒有問題的話，再使用后端服務的運行方式。

$ sudo turnserver -r chengdu  --log-file stdout

step6 后端服務的方式運行turnserver

在啟動之前要在配置文件中增加realm=chengdu配置項。

$ sudo systemctl start coturn

可以使用journalctl -xeu coturn.service查看后臺服務coturn的日志。

step7 驗證stun和turn服務正常運行。

找一臺可以訪問Coturn服務所在ip的機器，然后執行下面的命令：

$ turnutils_uclient -v -u <用戶名> -w <密碼> <云服務器地址>

注意：turnutils_uclient命令要在安裝了coturn服務的機器上才有。

還可以在下面這個網址上驗證stun/turn服務是否運行正常。

https://webrtc.github.io/samples/src/content/peerconnection/trickle-ice/

參考下圖，把stun和turn地址設置好，然后點擊最下面的“Gather candidates”(收集候選鏈路)

在這里插入圖片描述

云服務器要開放的端口

云服務器需要開發tcp 3478 和 udp 3478端口，方便客戶端連接stun和turn服務器。

并且要開放中繼端口范圍udp 49152-65535。

啟動webrtc-streamer

step1 下載webrtc-streamer

從https://github.com/mpromonet/webrtc-streamer/releases/latest下載軟件包。

step2 啟動webrtc-streamer服務

進入到軟件目錄，然后執行下面的命令：

./webrtc-streamer -v debug  -H 8800 -s<云主機ip>:3478 -t<用戶名>:<密碼>@<云主機>:3478

注意：將云主機地址替換成安裝coturn服務的云主機公網IP，用戶名和密碼就是在turnserver.conf中設置的用戶名和密碼，直接替換就行。

step3 將webrtc-streamer做成開機啟動。

這個步驟可以參考Linux添加systemd服務，使用systemctl start xxx啟動服務。

前端頁面示例代碼

index.html文件內容如下：


<!DOCTYPE html>
<html lang="en"><head><meta charset="UTF-8" /><meta content="width=device-width, initial-scale=1.0" name="viewport" /><script src="js/webrtcstreamer.js"></script><title>視頻監控-測試</title><style> .content{width: 100%;height: 100%;position: absolute;background-color: aliceblue;}.item{width: 49.5%;height: 49.5%;float: left; margin: 3px;}video {width: 100%;height: 100%;object-fit: fill;}</style>
</head><body><div class="content"><div class="item"><video id="video1" muted autoplay loop></video></div><div class="item"><video id="video2" muted autoplay loop></video></div><div class="item"><video id="video3" muted autoplay loop></video></div><div class="item"><video id="video4" muted autoplay loop></video></div></div>
</body>
<script>// let webRtcServer = null;function init() {var videourl1 = "<替換為實際的海康威視RTSP地址1>";let ID1 = "video1";realViewHik(ID1, videourl1)var videourl2 = "<替換為實際的海康威視RTSP地址2>";let ID2 = "video2";realViewHik(ID2, videourl2)var videourl3 = "替換為實際的海康威視RTSP地址3";let ID3 = "video3";realViewHik( ID3, videourl3)var videourl4 = "替換為實際的海康威視RTSP地址4";let ID4 = "video4";realViewHik(ID4, videourl4)}function realViewHik(elem, rtspUrl) {let webRtcServer = new WebRtcStreamer(elem, "http://<webrtc-streamer的ip地址>:8800");let option = "rtptransport=tcp";webRtcServer.connect(rtspUrl, null, option, null)}window.onload = function () {init();}
</script></html>

其中<script src="js/webrtcstreamer.js"></script>是引用的webrtc-streamer中的webrtcstreamer.js文件，該文件在軟件包的webrtc-streamer-v0.8.5-Linux-x86_64-Release/html路徑下，可以直接拷貝到js目錄下使用。

原理解讀

WebRTC協議

WebRTC（Web Real-Time Communication）是一種開源技術，旨在通過簡單的應用程序接口（API）實現瀏覽器和移動應用之間的實時音視頻通信和數據共享，而無需安裝插件或第三方軟件。它由Google主導開發，現已成為W3C和IETF的標準。

核心功能

  1. 實時音視頻通信
    • 支持瀏覽器之間直接傳輸高清視頻和音頻，延遲低（通常 < 500ms）。
  2. 點對點（P2P）傳輸
    • 數據直接在用戶設備間傳輸，減少服務器中轉，提升效率。
  3. 數據通道（Data Channel）
    • 支持傳輸任意數據（如文件、游戲指令、文本），類似WebSocket但延遲更低。
  4. 加密傳輸
    • 默認使用DTLS-SRTP加密，確保通信安全。

關鍵技術組件

  • MediaStream（getUserMedia）
    訪問攝像頭和麥克風，獲取音視頻流。
  • RTCPeerConnection
    建立P2P連接，處理編解碼、網絡穿透（NAT）和流量控制。
  • RTCDataChannel
    提供雙向數據傳輸，適合低延遲場景（如游戲、文件共享）。
  • ICE/STUN/TURN
    • ICE（Interactive Connectivity Establishment）：協調最佳連接路徑。
    • STUN：獲取公網IP，解決NAT穿透問題。
    • TURN：在中繼服務器轉發數據，用于嚴格的防火墻環境。

WebRTC-Streamer建立連接的時序圖如下

在這里插入圖片描述

WebRTC建立點對點通信的過程如下圖所示

設備A 信令服務器 設備B STUN 發送 SDP Offer 轉發 Offer 發送 SDP Answer 轉發 Answer 獲取 ICE Candidate 獲取 ICE Candidate 發送 ICE Candidate 發送 ICE Candidate 轉發 B的Candidate 轉發 A的Candidate 直接建立 P2P 連接 設備A 信令服務器 設備B STUN

參考資料

流媒體協議介紹（rtp/rtcp/rtsp/rtmp/mms/hls）

史上最詳細的webrtc-streamer訪問攝像機視頻流教程

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