1
0
Fork 0
mirror of https://github.com/element-hq/element-android synced 2024-12-18 23:34:12 +03:00
element-android/docs/voip_signaling.md
2020-07-16 19:19:31 +02:00

49 KiB

Useful links:

  • https://codelabs.developers.google.com/codelabs/webrtc-web/#0

  • http://webrtc.github.io/webrtc-org/native-code/android/

    ╔════════════════════════════════════════════════╗ ║ ║ ║A] Placing a call offer ║ ║ ║ ╚════════════════════════════════════════════════╝

                                                  ┌───────────────┐
                                                  │    Matrix     │
                                                  ├───────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
                                                                                                                   │
                                                  │
                                                                                                                   │
            ┌─────────────────┐                   │                  ┌───────────────────────────┐                                      ┌─────────────────┐
            │     Caller      │                                      │      Signaling Room       │                 │                    │     Callee      │
            └─────────────────┘                   │                  ├───────────────────────────┤                                      └─────────────────┘
                                     ┌────┐                          │                           │                 │
                                     │ 3  │       │                  │  ┌────────────────────┐   │
            ┌─────────────────┐──────┴────┴──────────────────────────┼─▶│   m.call.invite    │   │                 │                    ┌─────────────────┐
            │                 │                   │                  │  │      mx event      │   │                                      │                 │
            │                 │                                      │  └────────────────────┘   │                 │                    │                 │
            │                 │                   │                  │                           │                                      │                 │
            │     Element     │                                      │                           │                 │                    │     Element     │
         ┌──│       App       │                   │                  │                           │                                      │       App       │
         │  │                 │                                      │                           │                 │                    │                 │
         │  │                 │                   │                  │                           │                                      │                 │
         │  │                 │                                      │                           │                 │                    │                 │
         │  └─────────────────┘                   │                  │                           │                                      └─────────────────┘
    ┌────┤     ▲                                                     │                           │                 │
    │ 1  │     ├────┐                             │                  └───────────────────────────┘
    └────┤     │ 2  │                              ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘
         │  ┌──┴────┴─────────┐                                                                                                         ┌─────────────────┐
         │  │                 │                                                                                                         │                 │
         │  │                 │                                                                                                         │                 │
         │  │     WebRtc      │                                                                                                         │     WebRtc      │
         └─▶│                 │                                                                                                         │                 │
            │                 │                                                                                                         │                 │
            │                 │                                                                                                         │                 │
            └─────────────────┘                                                                                                         └─────────────────┘
    
    
    
    
    
    
    
    
    
     ┌────┐
     │ 1  │  The Caller app get access to system resources (camera, mic), eventually stun/turn servers, define some
     └────┘  constrains (video quality, format) and pass it to WebRtc in order to create a Peer Call offer
    
     ┌────┐
     │ 2  │  The WebRtc layer creates a call Offer (sdp) that needs to be sent to callee
     └────┘
    
     ┌────┐  The app layer, takes the webrtc offer, encapsulate it in a matrix event adds a callId and send it to the other
     │ 3  │  user via the room
     └────┘
                 ┌──────────────┐
                 │   mx event   │
                 ├──────────────┴────────┐
                 │ type: m.call.invite   │
                 │ + callId              │
                 │                       │
                 │ ┌──────────────────┐  │
                 │ │    webrtc sdp    │  │
                 │ └──────────────────┘  │
                 └───────────────────────┘
    

    ╔════════════════════════════════════════════════╗ ║ ║ ║B] Sending connection establishment info ║ ║ ║ ╚════════════════════════════════════════════════╝

                                                 ┌───────────────┐
                                                 │    Matrix     │
                                                 ├───────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
                                                                                                                  │
                                                 │
                                                                                                                  │
           ┌─────────────────┐                   │                  ┌───────────────────────────┐                                      ┌─────────────────┐
           │     Caller      │                                      │      Signaling Room       │                 │                    │     Callee      │
           └─────────────────┘                   │                  ├───────────────────────────┤                                      └─────────────────┘
                                                                    │  ┌────────────────────┐   │                 │
                                                 │                  │  │   m.call.invite    │   │
           ┌─────────────────┐                                      │  │      mx event      │   │                 │                    ┌─────────────────┐
           │                 │      ┌────┐       │                  │  └────────────────────┘   │                                      │                 │
           │                 │      │ 3  │                          │  ┌────────────────────┐   │                 │                    │                 │
           │                 │──────┴────┴───────┼──────────────────┼─▶│ m.call.candidates  │   │                                      │                 │
           │     Element     │                                      │  │      mx event      │   │                 │                    │     Element     │
           │       App       │                   │                  │  └────────────────────┘   │                                      │       App       │
           │                 │                                      │                           │                 │                    │                 │
           │                 │                   │                  │                           │                                      │                 │
           │                 │                                      │                           │                 │                    │                 │
           └─────────────────┘                   │                  │                           │                                      └─────────────────┘
                   ▲                                                │                           │                 │
                   ├────┐                        │                  └───────────────────────────┘
                   │ 2  │                         ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘
           ┌───────┴────┴────┐                                                                                                         ┌─────────────────┐
           │                 │                                                                                                         │                 │
           │                 │                                                                                                         │                 │
           │     WebRtc      │                   ┌───────────────┐                                                                     │     WebRtc      │
           │                 │                   │  Stun / Turn  │                                                                     │                 │
           │                 │                   ├───────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─                                         │                 │
           │                 │                                                                │                                        │                 │
           └─────────────────┘                   │                                                                                     └─────────────────┘
                    ▲                                                                         │
                    │                            │
                    └──────────┬────┬───────────▶                                             │
            ┌───────────────┐  │ 1  │            │
            │               │  └────┘                                                         │
            │ Network Stack │                    │
            │               │                     ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘
            │               │
            └───────────────┘
    
    
    
    
     ┌────┐
     │ 1  │  The WebRtc layer gathers information on how it can be reach by the other peer directly (Ice candidates)
     └────┘
             ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────┐
             │candidate:1 1 tcp 1518149375 127.0.0.1 35990 typ host             │
             └──────────────────────────────────────────────────────────────────┘
             ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────┐
             │candidate:2 1 UDP 2130706431 192.168.1.102 1816 typ host          │
             └──────────────────────────────────────────────────────────────────┘
    
     ┌────┐
     │ 2  │  The WebRTC layer notifies the App layer when it finds new Ice Candidates
     └────┘
    
    
    
     ┌────┐  The app layer, takes the ice candidates, encapsulate them in one or several matrix event adds the callId and
     │ 3  │  send it to the other user via the room
     └────┘
                 ┌──────────────┐
                 │   mx event   │
                 ├──────────────┴────────────────────────┐
                 │  type: m.call.candidates              │
                 │                                       │
                 │  +CallId                              │
                 │                                       │
                 │ ┌──────────────────┐                  │
                 │ │ice candidate sdp │                  │
                 │ └──────────────────┘                  │
                 │ ┌──────────────────┐                  │
                 │ │ice candidate sdp │                  │
                 │ └──────────────────┘                  │
                 │ ┌──────────────────┐                  │
                 │ │ice candidate sdp │                  │
                 │ └──────────────────┘                  │
                 └───────────────────────────────────────┘
    

    ╔════════════════════════════════════════════════╗ ║ ║ ║C] Receiving a call offer ║ ║ ║ ╚════════════════════════════════════════════════╝

                                                  ┌───────────────┐
                                                  │    Matrix     │
                                                  ├───────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
                                                                                                                   │
                                                  │                                                                                     ┌─────────────────┐
                                                                                                                   │                    │     Callee      │
            ┌─────────────────┐                   │                  ┌───────────────────────────┐                                      └─────────────────┘
            │     Caller      │                                      │      Signaling Room       │                 │
            └─────────────────┘                   │                  ├───────────────────────────┤
                                                                     │  ┌────────────────────┐   │                 │                    ┌─────────────────┐
                                                  │                  │  │   m.call.invite    │───┼────────────────────────────┬────┬───▶│                 │
            ┌─────────────────┐                                      │  │      mx event      │   │                 │          │ 1  │    │                 │
            │                 │                   │                  │  └────────────────────┘   │                            └────┘    │                 │
            │                 │                                      │  ┌────────────────────┐   │                 │                    │     Element     │
            │                 │                   │                  │  │ m.call.candidates  │   │                                      │       App       │
            │     Element     │                                      │  │      mx event      │   │                 │                    │                 │
            │       App       │                   │                  │  └────────────────────┘   │                                      │                 │
            │                 │                                      │  ┌────────────────────┐◀──┼─────────────────┼───┬────┬───────────┤                 │
            │                 │◀──────────────────┼──────────────────┼──│   m.call.answer    │   │                     │ 4  │           └──┬──────────────┘
            │                 │                                      │  │      mx event      │   │                 │   └────┘              ├────┐    ▲
            └────┬────────────┘                   │                  │  └────────────────────┘   │                                         │ 2  │    ├────┐
                 │                                                   │                           │                 │                       ├────┘    │ 3  │
                 │                                │                  └───────────────────────────┘                                      ┌──▼─────────┴────┤
            ┌────▼────────────┐                    ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘                    │                 │
            │                 │                                                                                                         │                 │
            │                 │                                                                                                         │     WebRtc      │
            │     WebRtc      │                                                                                                         │              ┌──┴─────────────────┐
            │                 │                                                                                                         │              │    caller offer    │
    

    ┌──────────┴─────────┐ │ │ └──┬─────────────────┘ │ callee answer │ │ └─────────────────┘ └────────────────────┴───────┘

      ┌────┐
      │ 1  │  Bob receives a call.invite event in a room, then creates a WebRTC peer connection object
      └────┘
    
      ┌────┐
      │ 2  │  The encapsulated call offer sdp from the mx event is transmitted to WebRTC
      └────┘
    
      ┌────┐
      │ 3  │  WebRTC then creates a call answer for the offer and send it back to app layer
      └────┘
    
    
      ┌────┐  The app layer, takes the webrtc answer, encapsulate it in a matrix event adds a callId and send it to the
      │ 3  │  other user via the room
      └────┘
                  ┌──────────────┐
                  │   mx event   │
                  ├──────────────┴────────┐
                  │ type: m.call.answer   │
                  │ + callId              │
                  │                       │
                  │ ┌──────────────────┐  │
                  │ │    webrtc sdp    │  │
                  │ └──────────────────┘  │
                  └───────────────────────┘
    

    ╔════════════════════════════════════════════════╗ ║ ║ ║D] Callee sends connection establishment info ║ ║ ║ ╚════════════════════════════════════════════════╝

                                                  ┌───────────────┐
                                                  │    Matrix     │
                                                  ├───────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
                                                                                                                   │
                                                  │
                                                                                                                   │
            ┌─────────────────┐                   │                  ┌───────────────────────────┐                                      ┌─────────────────┐
            │     Caller      │                                      │      Signaling Room       │                 │                    │     Callee      │
            └─────────────────┘                   │                  ├───────────────────────────┤                                      └─────────────────┘
                                                                     │  ┌────────────────────┐   │                 │
                                                  │                  │  │   m.call.invite    │   │
            ┌─────────────────┐                                      │  │      mx event      │   │                 │                    ┌─────────────────┐
            │                 │                   │                  │  └────────────────────┘   │                                      │                 │
            │                 │                                      │  ┌────────────────────┐   │                 │                    │                 │
            │                 │                   │                  │  │ m.call.candidates  │   │                                      │                 │
            │     Element     │                                      │  │      mx event      │   │                 │                    │     Element     │
            │       App       │                   │                  │  └────────────────────┘   │                        ┌────┐        │       App       │
            │                 │                                      │  ┌────────────────────┐   │                 │      │ 3  │        │                 │
            │                 │◀──────────────────┼┐                 │  │   m.call.answer    │   │                ┌───────┴────┴────────│                 │
            │                 │                    │                 │  │      mx event      │   │                ││                    │                 │
            └─────────────────┘                   ││                 │  └────────────────────┘   │                │                     └─────────────────┘
                 │                                 │                 │  ┌────────────────────┐   │                ││                         ▲
                 │                                │└─────────────────┼──│ m.call.candidates  │   │                │                          ├────┐
                 ▼                                                   │  │      mx event      │◀──┼────────────────┘│                         │ 2  │
            ┌─────────────────┐                   │                  │  └────────────────────┘   │                                      ┌────┴────┴───────┐
            │                 │                                      └───────────────────────────┘                 │                    │                 │
            │                 │                   │                                                                                     │                 │
            │     WebRtc      │                                                                                    │                    │     WebRtc      │
            │                 │                   └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─                     │             ┌───┴────────────────┐
            │                 │                                                                                                         │             │    caller offer    │
    

    ┌────────┴───────────┐ │ │ └───┬────────────────┘ │ callee answer ├─────┘ ┌───────────────┐ └─────────────────┘ ├────────────────────┤ │ Stun / Turn │ ▲ │ callee ice │ ├───────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┌────┐ │ │ candidates │ │ │ 1 │ │ └────────────────────┘ │ ├────┴──┴───────┐ │ │ │ │ │ Network Stack │ │◀─────────────────────┤ │ │ │ │ │ └───────────────┘ │ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘

      ┌────┐
      │ 1  │  The WebRtc layer gathers information on how it can be reach by the other peer directly (Ice candidates)
      └────┘
              ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────┐
              │candidate:1 1 tcp 1518149375 127.0.0.1 35990 typ host             │
              └──────────────────────────────────────────────────────────────────┘
              ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────┐
              │candidate:2 1 UDP 2130706431 192.168.1.102 1816 typ host          │
              └──────────────────────────────────────────────────────────────────┘
    
      ┌────┐
      │ 2  │  The WebRTC layer notifies the App layer when it finds new Ice Candidates
      └────┘
    
    
    
      ┌────┐  The app layer, takes the ice candidates, encapsulate them in one or several matrix event adds the callId and
      │ 3  │  send it to the other user via the room
      └────┘
                  ┌──────────────┐
                  │   mx event   │
                  ├──────────────┴────────────────────────┐
                  │  type: m.call.candidates              │
                  │                                       │
                  │  +CallId                              │
                  │                                       │
                  │ ┌──────────────────┐                  │
                  │ │ice candidate sdp │                  │
                  │ └──────────────────┘                  │
                  │ ┌──────────────────┐                  │
                  │ │ice candidate sdp │                  │
                  │ └──────────────────┘                  │
                  │ ┌──────────────────┐                  │
                  │ │ice candidate sdp │                  │
                  │ └──────────────────┘                  │
                  └───────────────────────────────────────┘
    

    ╔════════════════════════════════════════════════╗ ║ ║ ║D] Caller Callee connection ║ ║ ║ ╚════════════════════════════════════════════════╝

                                                 ┌───────────────┐
             ┌─────────────────┐                 │    Matrix     │                                                                       ┌─────────────────┐
             │     Caller      │                 ├───────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─                       │     Callee      │
             └─────────────────┘                                                                                  │                      └─────────────────┘
                                                 │
                                                                                                                  │
             ┌─────────────────┐                 │                                                                                       ┌─────────────────┐
             │                 │                                                                                  │                      │                 │
             │                 │                 │                                                                                       │                 │
             │                 │                                                                                  │                      │                 │
             │     Element     │                 └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─                       │     Element     │
             │       App       │                                                                                                         │       App       │
             │                 │                                                                                                         │                 │
             │                 │                                                                                                         │                 │
             │                 │                                                                                                         │                 │
             └─────────────────┘                                                                                                         └─────────────────┘
                                                  ┌───────────────┐
                                                  │   Internet    │
                                                  ├───────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
             ┌─────────────────┐                                                                                   │                     ┌─────────────────┐
             │                 │                  │                                                                                      │                 │
             │                 ├───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┴─────────────────────┤                 │
             │     WebRtc      │█████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████│     WebRtc      │
    

┌─────────────┴──────┐ ├────────────────────────────────────────┬──────────────────────────┬───────────────┬─────────────────────┤ ┌─────┴──────────────┐ │ callee answer │ │ │ │ Video / Audio Stream │ │ │ caller offer │ ├────────────────────┤ │ └──────────────────────────┘ │ │ ├────────────────────┤ │ callee ice ├──────────┘ └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ └───────────┤ caller ice │ │ candidates │ │ candidates │ └────────────────────┘ └────────────────────┘

                                                     ┌─────────────────────────────────────────────────────┐
                                                     │                                                     │░
                                                     │ If connection is impossible (firewall), and a turn  │░
                                                     │server is available, connection could happen through │░
                                                     │                       a relay                       │░
                                                     │                                                     │░
                                                     └─────────────────────────────────────────────────────┘░
                                                      ░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░


                                                 ┌───────────────┐
                                                 │   Internet    │
                                                 └─┬─────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
            ┌─────────────────┐                                                                                     │                   ┌─────────────────┐
            │                 │                    │                   ┌─────────────────────────┐                                      │                 │
            │                 ├───────────────────────────────────────┐│                         │                  │                   │                 │
            │     WebRtc      │███████████████████████████████████████││                         │                                      │     WebRtc      │
            │                 ├───────────────────────────────────────┘│                         │                  │                   │                 │
            │                 │           ┌────────┴─────────────────┐ │          Relay          │┌─────────────────────────────────────┤                 │

┌───────────────┴────┐ │ │ Video / Audio Stream │ │ ││█████████████████████████████████████│ ┌───────┴────────────┐ │ callee answer ├────────────┘ └────────┬─────────────────┘ │ │└─────────────────────────────────────┴─────────┤ caller offer │ ├────────────────────┤ │ │ │ ├────────────────────┤ │ callee ice │ │ │ │ │ caller ice │ │ candidates │ └─────────────────────────┘ │ │ candidates │ └────────────────────┘ │ └────────────────────┘ │ │ │ │ │ └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─