Mediasoup 实现级联

使用 mediasoup 实现级联

1. 背景

在实时音视频系统中，当参与者数量增加、跨地域部署或需要多 MCU/ SFU 节点协作时，级联（Cascading） 是一种常见方案。它通过多个 mediasoup 节点互联，把音视频流在不同服务器间转发，从而：

  • 解决单节点负载瓶颈
  • 提升跨区域传输质量
  • 支持超大规模会议（上百甚至上千人）

在级联架构中，SFU 节点既是一个接收端（接收上游节点的媒体流），又是一个发送端（将流转发给下游节点）。

2. 级联模式的核心原理

mediasoup 本质上是一个高性能的 SFU，它并没有内置“级联协议”，但可以用它提供的 Transport / Producer / Consumer 机制手动实现。

基本思路是：

  1. 跨节点建立 WebRTC 或 Pipe 连接

    • 节点 A 和节点 B 之间用 mediasoup 提供的 PipeTransport 互通。
    • PipeTransport 支持无加密（通常在内网使用），延迟更低。

  2. 在节点之间复制 Producer

    • 当 A 上有新的 Producer（音频/视频流）产生时，通过 PipeTransport 把这个 Producer 克隆到 B 节点上。

  3. 下游节点像客户端一样消费这些流

    • B 节点将收到的 Producer 再转发给自己的客户端。

  4. 双向同步

    • 对于双向会议，需要 A→B 和 B→A 两条 Pipe 连接。

3. 级联架构示例

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Client1 ---\
Client2 ----> SFU-A  <--- PipeTransport --->  SFU-B  <---- Client3
Client4 ---/
  • SFU-A 负责 Client1、Client2
  • SFU-B 负责 Client3、Client4
  • PipeTransport 用于 A 与 B 之间的级联转发

这样，Client1 发送的视频会先到 SFU-A，再通过 PipeTransport 到 SFU-B，最后被 Client3 消费。

4. 实现步骤

Step 1: 创建 PipeTransport

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// 在 SFU-A 上
const pipeTransportA = await routerA.createPipeTransport({
  listenIp: { ip: '0.0.0.0' },
  enableRtx: true,
  enableSctp: true
});

// 在 SFU-B 上
const pipeTransportB = await routerB.createPipeTransport({
  listenIp: { ip: '0.0.0.0' },
  enableRtx: true,
  enableSctp: true
});

Step 2: 连接 PipeTransport

PipeTransport 是服务端到服务端的连接，需要将 tuple.localPort 等信息互相传给对方：

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await pipeTransportA.connect({
  ip: pipeTransportB.tuple.localIp,
  port: pipeTransportB.tuple.localPort
});

await pipeTransportB.connect({
  ip: pipeTransportA.tuple.localIp,
  port: pipeTransportA.tuple.localPort
});

Step 3: Pipe Producer 到另一个 Router

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// A 节点上监听 Producer 创建
workerA.on('newproducer', async (producer) => {
  const pipeData = await routerA.pipeToRouter({
    producerId: producer.id,
    router: routerB // 对端 router
  });
  
  console.log('Piped producer', pipeData);
});

Step 4: 消费级联 Producer

在 B 节点上，收到 pipeToRouter 创建的 Producer 后，可以直接 transport.consume 把流分发给本地客户端。

5. 注意事项

  1. 流量规划
    级联会让每条流跨节点传输一次，带宽消耗翻倍，要规划好网络容量。

  2. 延迟问题
    虽然 SFU 转发延迟低，但多级级联会叠加延迟。尽量减少级联层数。

  3. 同步与断线重连
    要监听 Producer / Consumer 的 close、transportclose 事件，保持跨节点流的同步与恢复。

  4. 多区域部署
    如果跨机房，PipeTransport 建议配合公网 IP 或专线，必要时用 WebRTC Transport（加密）代替。

  5. Codec 一致性
    为了减少转码开销，所有节点应保持统一的编解码配置（H264/VP8/VP9 等）。

6. 小结

虽然 mediasoup 没有开箱即用的级联功能，但利用 PipeTransport + pipeToRouter 就能构建多节点协作的 SFU 系统。
对于大规模会议、跨地域部署或需要冗余备份的场景，级联是一个非常实用的方案。

代码例子

https://github.com/craterone/mediasoup-pipetransport

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