Kinesis Video Streams WebRTC 三大平面職責與協同關係總結

基於 amazon-kinesis-video-streams-webrtc-sdk-c-main 源碼與 AWS 官方文檔

一、為什麼必須拆成三個平面？

維度

控制面（Control Plane）

材料面 REST（Data Plane REST）

數據面 WebSocket（Data Plane WebSocket）

流量特徵

低頻、可緩存、冪等

中頻、短連接、冪等

高頻、長連接、有狀態

主要數據

通道元數據、終端發現

短期憑證、網絡配置

實時 SDP/ICE 消息

故障半徑

影響“新建通道”

影響“獲取配置”

僅影響“當前會話”

擴縮粒度

Region 級

Cell（細胞）級

Cell + 連接級

安全模型

SigV4 + IAM 管理事件

SigV4 + IAM 數據事件

預簽名 URL + 連接級

拆開後：

  • 各平面可 獨立發佈、限流、擴容、故障演練；
  • 權限最小化 + 審計隔離；
  • 避免“拿配置 → 建會話 → 再拿部署”的循環依賴；
  • 首聯通成功率更高（首輪 SDP 即含 TURN）。

二、控制面職責清單

  1. 資源生命週期
  • CreateSignalingChannel / DeleteSignalingChannel
  • UpdateSignalingChannel（存儲配置、標籤）
  1. 發現與路由
  • DescribeSignalingChannel → 拿 ARN、版本、創建時間
  • GetSignalingChannelEndpoint → 返回內容面終端（HTTPS/WSS/WEBRTC）
  1. 枚舉與審計
  • ListSignalingChannels（承受前綴過濾）
  1. 配額與限流
  • 默認 5–20 TPS/Region；可獨立提升
  1. 緩存友好
  • Describe 結果可客户端緩存 5 min；Endpoint 列表變化頻率 < 1 h

SDK 映射：

  • describeChannelLws() @ src/source/Signaling/LwsApiCalls.c:798
  • getChannelEndpointLws() @ src/source/Signaling/LwsApiCalls.c:1039
  • createChannelLws() @ src/source/Signaling/LwsApiCalls.c:850

三、資料面 REST 職責清單

  1. 短期網絡配置下發
  • GetIceServerConfig → 返回 24 h 有效期 TURN 用户名/密碼/Uris
  • 支撐 UDP/TCP/TLS 多接入點，按客户端網絡自動選優
  1. 存儲會話管理（可選）
  • JoinStorageSession → Master 申請錄製會話 ARN
  • UpdateStorageSession → 修改 MediaType/Retention 等
  1. 安全與合規
  • 密碼基於 AWS 簽名密鑰派生，不落地長期 AK/SK
  • 支持 X-Amz-Security-Token 臨時憑證
  1. 冪等與緩存
  • 相同 ChannelARN+ClientId 重複調用返回一致結果
  • 客户端可在 Ttl-30 s 內緩存，減少 90% 調用
  1. 配額與退避
  • 默認 20 TPS（GetIceServerConfig）/ 5 TPS（存儲類）
  • 指數退避：100 ms → 30 s，時鐘偏差 > 5 min 自動校正

SDK 映射：

  • getIceConfigLws() @ src/source/Signaling/LwsApiCalls.c:1188
  • joinStorageSessionLws() @ src/source/Signaling/LwsApiCalls.c:1570
  • updateStorageSessionLws() @ src/source/Signaling/LwsApiCalls.c:1600

四、數據面 WebSocket 職責清單

  1. 實時信令交換
  • SDP_OFFER / SDP_ANSWER → 一次會話各一次
  • ICE_CANDIDATE → Trickle，0~N 條，秒級頻率
  1. 連接生命週期
  • ConnectAsMaster / ConnectAsViewer → 預簽名 URL 建連
  • 單通道 1 Master + N Viewer（默認 10，可調）
  1. 控制信令
  • GO_AWAY → 服務端維護，強制客户端重連
  • RECONNECT_ICE_SERVER → 憑證過期，觸發客户端重新 GetIceServerConfig
  1. 保活與重連
  • 默認 30 s Ping/Pong；空閒 60 s 服務端主動斷連
  • SDK 指數退避重連：100 ms → 30 s，支持網絡切換/細胞故障遷移
  1. 消息約束
  • 單條 ≤ 10 KiB（Base64 後）
  • 協助 CorrelationId 同步等待 STATUS_RESPONSE

SDK 映射：

  • lwsWssCallbackRoutine() @ src/source/Signaling/LwsApiCalls.c:343
  • 發送模板 @src/source/Signaling/LwsApiCalls.h:115-129

五、協同時序（再次濃縮）

ClientControl PlaneData Plane RESTData Plane WebSocket C< DescribeSignalingChannelChannelARNGetSignalingChannelEndpointHTTPS+WSS endpointsGetIceServerConfig (HTTPS)TURN list + credentialsConnectAsMaster/Viewer (WSS)SDP_OFFER / SDP_ANSWER / ICE_CANDIDATE loop [Trickle]RECONNECT_ICE_SERVERGetIceServerConfig alt [credential expired]ClientControl PlaneData Plane RESTData Plane WebSocket C<

六、常見疑問解答

  1. “多兩次 HTTPS 會不會太慢？”
  • Describe 可緩存 5 min；GetIceServerConfig 可緩存到 Ttl-30 s；實際額外 RTT < 1% 會話時間。
  1. “為什麼不能把 TURN 密碼放在 WebSocket 第一條消息？”
  • 建 WebSocket 前不知 TURN，對稱 NAT 下首連失敗率 > 15%；
  • 消息體積易超 10 KB；需改 WSS 協議，兼容性難。
  1. “控制面返回 503 會影響已建會話嗎？”
  • 不影響。已建 WebSocket 與媒體流走 Data Plane，與控制面解耦。
  1. “細胞故障時如何遷移？”
  • GetIceServerConfig 會返回多組 TURN Uris（不同細胞）；
  • WebSocket 重連時 SDK 隨機選端點，自動避開故障細胞。

七、一句話總結

控制面幫你“找到房間並拿到鑰匙”，數據面 REST給你“一次性門禁卡”，內容面 WebSocket負責“房間裏實時對話”；三層正交 → 安全、彈性、可運維全部兼得，表面“多兩步”實為“長期最簡路徑”。