[WebRTC] P2P

🚥 Signaling (Full-Mesh)
서버를 통해 통신 정보를 주고 받고 peer 끼리 직접 연결되는 방식

✨ 특징

peer 간의 offer, answer(session 정보) signal을 서버가 중계한다.

⇒ peer 간의 연결 정보만 중계 하기 때문에 연결 후에는 서버에 부하가 없다.

⇒ 1 : 1 연결에 적합하다.

👍 장점

서버의 부하가 적어 서버 자원이 적게 든다.

peer간의 직접 연결로 데이터를 송수신하기 때문에 실시간성이 보장된다.

👎 단점

peer간의 직접 연결로 데이터를 송수신하기 때문에 연결이 많아질 경우 클라이언트의 과부하가 급격하게 증가한다.

🔗 연결 방법

1️⃣ SDP 협상

SDP (Session Description Protocol)
RFC 4566에 규정된 스트리밍 미디어의 초기화 인수를 기술하고 협상하기 위한 것

🗣️ 연결 단계

1. 새로운 브라우저(A)에서 SDP 형태의 Offer를 생성한다.
2. Offer를 본인(A)의 LocalDescription에 등록한다.
3. A의 Offer를 시그널링 서버에 전달한다.
4. 서버는 타 브라우저(B)에게 SDP 정보를 전달한다.
5. Offer를 받는 브라우저(B)는 본인(B)의 Offer 정보를 RemoteDescription에 등록한다.
6. B는 Answer 메시지를 생성한다.
7. B는 본인의 LocalDescription으로 Answer 메시지를 등록한다.
8. Answer를 시그널링 서버로 전달한다.
9. 시그널링 서버는 A에게 Answer를 전달한다.
10. A는 Answer정보를 본인(A)의 RemoteDescription에 등록한다.

2️⃣ ICE 협상

SDP를 교환한 후 각 Peer는 서로의 주소 값을 알기 위해 ICE Candidate를 교환한다.

ICE (Interactive Connectivity Establishment)
P2P 네트워킹에서 두 컴퓨터가 가능한 한 직접 서로 통신하는 방법을 찾기 위해 컴퓨터 네트워킹에 사용되는 기술 ( 프로토콜(TCP or UDP), IP 주소, 포트 넘버, 커넥션 타입 등을 제안 )

❓ What is STUN/TURN Server

방화벽이 존재하거나, NAT 환경에 놓여 있는 경우에는 Peer에 대한 직접적인 시그널링이 불가능
⇒ UDP Hole Punching 방식을 통해 해결

🌐 NAT (Network Address Translation)?

공유기에서 Private IP, Port 번호를 Public IP, Port번호 혹은 그 반대로 변환시켜주는 개념

NAT이 나의 Private IP, Port번호를 Public IP와 적절한 Port번호를 찾아서 바꿔준다.

⇒ 실제 다른 유저는 내 Public IP와 Port로 통신을 하는 것

👊 UDP HolePunching?

P2P통신을 하기 위해 NAT에다가 통로(?)같은 것을 뚫어주는 기법

중개서버(Public IP, Port가 공개된)를 필요로한다.

중개서버와의 통신으로 얻게된 Public IP, Port로 A, B는 서로 통신 할 수 있다.

😯 STUN(Session Traversal Uilities for NAT) 서버

NAT환경에서는 Private IP를 별도로 가지고 있기 때문에 Peer to Peer(이하 P2P) 통신이 불가능하다.

따라서 클라이언트는 자신의 Public IP를 확인하기 위해 STUN 서버로 요청을 보내고 서버로 부터 자신의 Public IP를 받는다.

그래서 이때부터 클라이언트는 자신이 받은 Public IP를 이용하여 시그널링을 할때 받은 그 정보를 이용해서 시그널링을 하게 한다.

다만 이 STUN으로 모든걸 해결할 수는 없는데 바로 두 Client가 같은 네트워크에 존재하고 있을때는 이것으로는 해결이 되지 않는다.

또한, NAT 환경에서는 Symmetirc NAT의 경우는 어플리케이션이 달라지면 NAT의 매핑테이블이 바뀔 수 있기 때문이다.

🪐 TURN 서버

TURN 서버는 클라이언트들이 통신할 때 Public 망에 존재하는 TURN 서버를 경유하여 통신하게 된다.

클라이언트는 자신의 Private IP가 포함된 TURN 메세지를 턴서버로 보낸다.

그러면 TURN 서버는 메세지에 포함된 Network Layer IP 주소와 Transport Layer의 UDP 포트 넘버와의 차이를 확인하고 클라이언트의 Public IP로 응답하게 된다.

이때 NAT는 NAT 매핑테이블에 기록되어 있는 정보에 따라서 내부 네트워크에 있는 클라이언트의 Private IP 로 메세지를 전송한다.

TURN 서버는 ICE의 일부로 사용될 수 있도록 디자인 되었다.

STUN 🆚 TURN

TURN서버는 STUN서버의 개념을 포함하고 있는 집합이다.

STUN서버처럼 단순히 라우팅 테이블을 통해서 private ip와 public ip를 연결하는데에서 그치지 않는다.

WebRTC를 예로 들면 미디어 데이터를 1:1로 보내준다고 했을때 그 모든 데이터는 TURN 서버를 Relay 서버로 하여 데이터를 원하는 Peer에게 전달해주게 된다.

📚 Reference

https://medium.com/monday-9-pm/초보개발자-webrtc-시그널링서버-만들기-caf8cf9adc9a

https://cjwoov.tistory.com/6?category=774541

https://andonekwon.tistory.com/59