ما هو WebRTC؟ أساس الاتصال في الوقت الفعلي على الويب

WebRTC (الاتصال عبر الويب في الوقت الفعلي)بين متصفحات الويب وتطبيقات الهاتف المحمولاتصالات صوتية وفيديو مباشرة وخالية من المكونات الإضافية في الوقت الفعلي ونقل الملفات والبياناتتقديم,حرة ومفتوحة المصدرإنه مشروع. هدفها هو تمكين التطوير السهل لتطبيقات الاتصالات في الوقت الفعلي (RTC) الغنية وعالية الجودة وجعل هذا النوع من الاتصالات معيارًا للويب. وهي مدعومة من قبل شركات التكنولوجيا الكبرى مثل Apple وGoogle وMicrosoft وMozilla وOpera، ويتم تحديد معاييرها من قبل اتحاد شبكة الويب العالمية (W3C) وفريق عمل هندسة الإنترنت (IETF).

ماذا يمكننا أن نفعل مع WebRTC؟

مجالات استخدام WebRTC واسعة جدًا وتتوسع باستمرار مع الابتكارات الجديدة. فيما يلي بعض التطبيقات الشائعة:

• تطبيقات مؤتمرات الفيديو ومكالمات الفيديو:تستفيد الأنظمة الأساسية مثل Zoom وGoogle Meet وMicrosoft Teams من قوة WebRTC لتقديم مكالمات فيديو عالية الجودة تعتمد على الويب وبدون مكونات إضافية.
• تطبيقات الدردشة الصوتية (VoIP):يمكن لأنظمة الهاتف ومراكز الاتصال المستندة إلى الويب تقديم اتصالات صوتية عالية الجودة مباشرة من المتصفح باستخدام WebRTC.
• منصات البث المباشر والبث المباشر:يتم استخدامه لبث الفيديو المباشر بزمن وصول منخفض، ويُفضل بشكل خاص في عمليات البث التفاعلي وبث الألعاب.
• مشاركة الملفات:إنه يسهل نقل الملفات الكبيرة من نظير إلى نظير، ويمكن أن يلغي الحاجة إلى التحميل/التنزيل إلى الخادم.
• مشاركة الشاشة والدعم عن بعد:يوفر مشاركة الشاشة والتحكم عن بعد لخدمة العملاء أو الدعم الفني.
• ألعاب متعددة اللاعبين على الويب:فهو يوفر تجربة سلسة مع زمن وصول منخفض في الألعاب عبر الإنترنت التي تتطلب التفاعل في الوقت الفعلي.
• تكامل أجهزة إنترنت الأشياء (إنترنت الأشياء):نقل البيانات أو صور الكاميرا من أجهزة إنترنت الأشياء مباشرة إلى متصفح الويب.

قلب WebRTC: اتصال نظير إلى نظير (P2P).

السمة الأساسية والمميزة هي أنه بعد إنشاء الاتصالفي معظم الحالات، يتم توجيه نظير إلى نظير (P2P) دون الحاجة إلى خادم مركزيهو إنشاء اتصال. وهذا يعني أن البيانات يتم نقلها مباشرة بين المرسل والمتلقي.

فلماذا هذا مهم جدا؟

• سرعة أعلى وزمن وصول أقل:تزداد سرعات النقل لأن البيانات تذهب مباشرة إلى جهاز الاستقبال بدلاً من التوقف عند الخادم والعودة.كمونيتناقص بشكل ملحوظ. وهذا يوفر تجربة واضحة وسلسة، خاصة في تطبيقات الوقت الفعلي مثل مكالمات الصوت والفيديو المباشرة.
• تقليل حمل الخادم:يتم تشغيل الخوادم فقط أثناء مرحلة إنشاء الاتصال (الإشارة). بمجرد بدء تدفق البيانات، يتم تقليل عبء عمل الخادم بشكل كبير، مما يجعله أكثرأنظمة قابلة للتطوير وفعالة من حيث التكلفةتمكن من تأسيسها.
• مجالات التطبيق الجديدة:تجعل إمكانية الاتصال المباشر هذه من WebRTC تقنية مثالية لبث الفيديو والألعاب عبر الإنترنت وشبكات مشاركة الملفات المشابهة لـ Torrent وغيرها من التطبيقات ذات النطاق الترددي العالي في الوقت الفعلي.

العمارة والمكونات: خلف الكواليس

هناك عدد قليل من واجهات برمجة التطبيقات والآليات الرئيسية التي تجعل WebRTC يعمل بسلاسة:

• طبقات واجهة برمجة التطبيقات:يقدم WebRTC ثلاث واجهات برمجة تطبيقات JavaScript رئيسية توفر الراحة للمطورين:
  • getUserMedia(): يطلب الإذن للوصول إلى كاميرا الويب والميكروفون الخاصين بالمستخدم.
  • RTCPeerConnection(): إنشاء وصيانة وإنهاء الاتصالات المباشرة من نظير إلى نظير. وهو يحمل تيارات الصوت/الفيديو وقنوات البيانات.
  • RTCDataChannel(): يوفر قناة نظير إلى نظير لنقل البيانات العامة وغير الصوتية/الفيديو. مثالية لبيانات اللعبة أو الرسائل النصية أو نقل الملفات.
• الإشارة:قبل أن يتم إنشاء اتصال P2P، يجب أن يتعرف النظراء على عناوين IP الخاصة ببعضهم البعض وإعدادات الشبكة وإمكانيات الوسائط (مثل برامج الترميز التي يدعمونها). هذا تبادل المعلوماتالإشاراتيطلق عليه. لا تحدد واجهة WebRTC API آلية إرسال الإشارات؛ يعتمد هذا على اختيار المطور (WebSocket، SIP، XMPP، وما إلى ذلك).
• اجتياز NAT/جدار الحماية (خوادم STUN/TURN):توجد معظم الأجهزة خلف مترجم عنوان الشبكة (NAT) أو جدار الحماية. يجب التغلب على هذه العوائق لتأسيس اتصال P2P مباشر:
  • خادم STUN (الأدوات المساعدة لاجتياز الجلسة لـ NAT):فهو يساعد النظير على اكتشاف عنوان IP العام (الخارجي) والمنفذ. في معظم الحالات، يكفي تجاوز NATs البسيطة.
  • خادم TURN (الاجتياز باستخدام المرحلات حول NAT):يتم تشغيله في سيناريوهات NAT وجدار الحماية الأكثر تعقيدًا عندما لا يمكن إنشاء اتصال P2P مباشر. يقوم خادم TURN بتوجيه حركة المرور بين النظيرين من خلال العمل كمرحل. وهذا يضمن إنشاء الاتصال، على الرغم من أنه ليس بنفس سرعة الاتصال المباشر.
• برامج الترميز:يدعم WebRTC العديد من برامج الترميز لضغط/إلغاء ضغط الصوت والفيديو:
  • برامج ترميز الصوت:خاصة بالنسبة للكمون المنخفض وجودة الصوت العاليةالتأليف(الافتراضي والموصى به) وللتوافق مع الأنظمة القديمةG.711يستخدم.
  • برامج ترميز الفيديو: VP8وVP9(خالية من حقوق الملكية) تستخدم على نطاق واسع،ح.264وأحياناح.265(حقوق الطبع والنشر) مدعومة أيضًا.

WebRTC وWebSocket: أساليب اتصال مختلفة

لفهم WebRTC، غالبًا ما تتم مقارنته بـمقبس الويبومن المفيد معرفة الفرق بين:

• مقبس الويب:عملاؤكبشكل غير مباشر، أي من خلال الخادمإنها واجهة برمجة تطبيقات بسيطة تسمح لك بالاتصال عندما يريد أحد المستخدمين إرسال البيانات إلى مستخدم آخر، يتصل كلاهما أولاً بالخادم وتمر البيانات عبر هذا الخادم.
  • الايجابيات:اختياريًا، إمكانية معالجة البيانات على جانب الخادم، مما يضمن اكتمال المعلومات المرسلة عبر بروتوكول TCP.
  • سلبيات:يحدث بسبب الخادمكمون. في حالات الاستخدام في الوقت الفعلي مثل المكالمات الصوتية ومكالمات الفيديو، يمكن أن يحدث هذا التأخير فرقًا كبيرًا (قد يتأخر بمقدار ثانية واحدة).
• ويب آر تي سي:لنقل البيانات، استخدم الخادم فقط حتى يتم إنشاء الاتصال (في مرحلة الإشارة).اتصال مباشر من نظير إلى نظيريؤسس.
  • الايجابيات:السرعة القصوى، الحد الأدنى من التأخير، تقليل حمل الخادم.
  • سلبيات:مشكلات التثبيت والدعم عبر المستعرضات الأكثر تعقيدًا في الأيام الأولى (تم التغلب عليها إلى حد كبير اليوم).

كان السبب الرئيسي لإصدار WebRTC في عام 2011 هو أن التقنيات التي تتوسط الخادم مثل WebSocket لم تكن سريعة بما يكفي للصوت والفيديو في الوقت الفعلي.

دعم واسع للمتصفح

على الرغم من أن WebRTC هي تقنية أحدث من WebSocket، إلا أنها مدعومة من قبل متصفحات اليوم.دعم واسع جدًايرى. وفقا لcaniuse.com، المتصفحات المبلغ عنهاأكثر من 94% يدعمون WebRTC محليًا. وهذا يعني أن المطورين لا داعي للقلق كثيرًا بشأن توافق المتصفح. جميع المتصفحات الحديثة مثل Google Chrome وMozilla Firefox وOpera وMicrosoft Edge وApple Safari تدعم WebRTC بشكل مباشر. يتوفر أيضًا دعم كامل على منصات الأجهزة المحمولة مثل Chrome/Safari للهواتف المحمولة لنظامي التشغيل Android وiOS.

المزايا

المزايا الرئيسية التي تقدمها WebRTC تجعلها لا غنى عنها في معايير الاتصالات الحديثة:

• مفتوح المصدر ومجاني:فهو يوفر منصة يمكن لجميع المطورين استخدامها وتطويرها بحرية. وهذا يشجع الابتكار ويقلل التكاليف.
• لا البرنامج المساعد المطلوب:يتم تشغيله مباشرة في متصفح الويب دون أن يحتاج المستخدمون إلى تنزيل أو تثبيت أي مكونات إضافية للبرامج (مثل Flash). وهذا يبسط تجربة المستخدم ويقلل من المخاطر الأمنية.
• الكمون المنخفض وعرض النطاق الترددي العالي:بفضل اتصال P2P المباشر، يتم نقل البيانات بشكل أسرع وأكثر كفاءة، مما يضمن التواصل السلس والواقعي.
• جودة صوت وصورة فائقة: التأليفمع (للصوت)VP8, VP9وح.264يدعم برامج الترميز عالية الجودة مثل (للفيديو). وهذا يعني نقل الصوت والفيديو عالي الوضوح. وعلى وجه الخصوص، تعمل إعدادات الميكروفون التكيفي على تحسين جودة الصوت.
• التوافق عبر الأنظمة الأساسية:إنه يعمل بسلاسة عبر أنظمة تشغيل مختلفة (Windows، وmacOS، وLinux، وAndroid، وiOS) ومتصفحات مختلفة.
• القدرة على التكامل مع حلول SIP:واجهات برمجة تطبيقات WebRTC التقليديةرشفةلوحة مفاتيح IP القائمة والصوت عبر بروتوكول الإنترنتيسهل التكامل مع الأنظمة. وهذا يسمح بربط الاتصالات على شبكة الإنترنت مع أنظمة الهاتف الخاصة بالشركة. على سبيل المثال، تقدم بعض الحلول من Yeastar تكامل WebRTC.

أمان WebRTC: لماذا هو آمن؟

يتضمن WebRTC آليات أمنية قوية بشكل افتراضي:

• التشفير:جميع حركة مرور WebRTC (الصوت والفيديو والبيانات) من النهاية إلى النهايةمشفرة. هذا،DTLS (أمان طبقة نقل مخططات البيانات)وSRTP(بروتوكول النقل الآمن في الوقت الحقيقي)يتم توفيره باستخدام بروتوكولات مثل. وبهذه الطريقة يتم منع التنصت على الاتصالات أو تعديلها.
• موافقة المستخدم:للوصول إلى الكاميرا أو الميكروفون، يجب أن يطلب من المستخدم عبر المتصفح.مطلوب إذن صريح. لا يمكن للتطبيقات الوصول إلى هذه الموارد دون علم المستخدم وموافقته.
• حماية:غالبًا ما تتم إدارة مخاوف الخصوصية المحتملة، مثل الكشف عن عنوان IP، باستخدام خوادم TURN أو إجراءات إضافية مثل VPN، بحيث لا يتم دائمًا الكشف عن عناوين IP المباشرة للمستخدمين.

العيوب وعملية التنمية

على الرغم من أن WebRTC يتمتع بالعديد من المزايا، إلا أنه يواجه أيضًا بعض التحديات:

• لا يزال قيد التطوير:التكنولوجيا تتطور وتتحسن باستمرار. يعد إصدار API الحالي (1.0) نقطة بداية وقد تكون هناك تغييرات وتحديثات مهمة في المستقبل. وهذا قد يخلق حالة من عدم اليقين بالنسبة لبعض تخطيط المشاريع على المدى الطويل.
• عدم اليقين في برنامج الترميز:لا يوجد إجماع كامل بين المتصفحات والشركات، خاصة فيما يتعلق ببرامج ترميز الفيديو. خالية من حقوق الملكيةVP8وVP9على الرغم من استخدام برامج الترميز على نطاق واسع، إلا أن بعض الشركات لديها حقوق الطبع والنشرح.264وح.265كما تصر أيضًا على دعم برامج الترميز الخاصة بها بشكل قياسي. قد يؤدي هذا في بعض الأحيان إلى مشكلات التوافق للمطورين.

اتجاهات المستقبل والاتصالات

إن الإمكانات المستقبلية لـ WebRTC هائلة وسيستمر تأثيرها على تقنيات الاتصالات في التزايد:

• المعايير والميزات الجديدة:يعمل مجتمع WebRTC باستمرار على الميزات الجديدة (مثل تحسين عناصر التحكم في مشاركة الشاشة، والتكيف بشكل أفضل مع عرض النطاق الترددي) والتحسينات.
• التكامل مع 5G وحوسبة الحافة:ستعمل إمكانات الكمون المنخفض والنطاق الترددي العالي لشبكة 5G على تعزيز أداء WebRTC، مما يوفر تجارب أكثر سلاسة وثراءً في الوقت الفعلي. يمكن للحوسبة المتطورة أن تقلل زمن الوصول بشكل أكبر عن طريق نقل عملية معالجة البيانات إلى مكان أقرب إلى المستخدم.
• Metaverse ودورها في الواقع الافتراضي:تبرز WebRTC كتقنية أساسية لتمكين التفاعل متعدد المستخدمين في الوقت الفعلي واتصالات الصوت/الفيديو في بيئات Metaverse وبيئات الواقع الافتراضي (VR).
• النمو في مجال الصحة والتعليم عن بعد:سيصبح استخدام WebRTC في مجالات مثل التطبيب عن بعد والتعليم عن بعد أكثر انتشارًا مع تزايد الحاجة إلى اتصالات آمنة ويمكن الوصول إليها في الوقت الفعلي.

يعد WebRTC أحد الركائز الأساسية للاتصالات الحديثة المستندة إلى الويب وسيستمر في تشكيل تفاعلاتنا المستقبلية عبر الإنترنت. بفضل زمن الاستجابة المنخفض والجودة العالية وسهولة الاستخدام الخالية من المكونات الإضافية، يتم اعتماده من قبل مجموعة واسعة من المستخدمين، بدءًا من الشركات وحتى المستخدمين النهائيين.

لمزيد من الأمثلة والمعلومات التقنيةأمثلة جيثبيمكنك زيارة الصفحة.