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流媒体传输协议系列之----RTP/RTCP协议解析

文章出处: 人气:发表时间:2019-05-05 11:29
  RTP协议
 
  实时传输协议RTP(Real-time Transport Protocol)是一个网络传输协议,它是由IETF的多媒体传输工作小组1996年在RFC 1889中公布的,后在RFC3550中进行更新。
 
  国际电信联盟ITU-T也发布了自己的RTP文档,作为H.225.0,但是后来当IETF发布了关于它的稳定的标准RFC后就被取消了。它作为因特网标准在[RFC 3550]有详细说明.
 
  RTP协议详细说明了在互联网上传递音频和视频的标准数据包格式。它一开始被设计为一个多播协议,但后来被用在很多单播应用中。RTP协议常用于流媒体系统(配合RTSP协议),视频会议和一键通(Push toTalk)系统(配合H.323或SIP),使它成为IP电话产业的技术基础。RTP协议和RTP控制协议RTCP一起使用,而且它是建立在用户数据报协议上的(UDP)。
 
  RTP广泛应用于流媒体相关的通讯和娱乐,包括电话、视频会议、电视和基于网络的一键通业务(类似对讲机的通话)
 
  RTP标准定义了两个子协议,RTP和RTCP
 
  数据传输协议RTP,用于实时传输数据。该协议提供的信息包括:时间戳(用于同步)、序列号(用于丢包和重排序检测)、以及负载格式(用于说明数据的编码格式)。
 
  控制协议RTCP,用于QoS反馈和同步媒体流。相对于RTP来说,RTCP所占的带宽非常小,通常只有5%。
 
  为什么要使用RTP
 
  一提到流媒体传输、一谈到什么视频监控、视频会议、语音电话(VOIP),都离不开RTP协议的应用,但当大家都根据经验或者别人的应用而选择RTP协议的时候,你可曾想过,为什么我们要使用RTP来进行流媒体的传输呢?为什么我们一定要用RTP?难道TCP、UDP或者其他的网络协议不能达到我们的要求么?
 
  像TCP这样的可靠传输协议,通过超时和重传机制来保证传输数据流中的每一个bit的正确性,但这样会使得无论从协议的实现还是传输的过程都变得非常的复杂。而且,当传输过程中有数据丢失的时候,由于对数据丢失的检测(超时检测)和重传,会数据流的传输被迫暂停和延时。
 
  或许你会说,我们可以利用客户端构造一个足够大的缓冲区来保证显示的正常,这种方法对于从网络播放音视频来说是可以接受的,但是对于一些需要实时交互的场合(如视频聊天、视频会议等),如果这种缓冲超过了200ms,将会产生难以接受的实时性体验。
 
  为什么RTP可以解决上述时延问题
 
  RTP协议是一种基于UDP的传输协议,RTP本身并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制,也不提供流量控制或拥塞控制,它依靠RTCP提供这些服务。这样,对于那些丢失的数据包,不存在由于超时检测而带来的延时,同时,对于那些丢弃的包,也可以由上层根据其重要性来选择性的重传。比如,对于I帧、P帧、B帧数据,由于其重要性依次降低,故在网络状况不好的情况下,可以考虑在B帧丢失甚至P帧丢失的情况下不进行重传,这样,在客户端方面,虽然可能会有短暂的不清晰画面,但却保证了实时性的体验和要求。

  RTP的协议层次
 
  传输层的子层
  图1给出了流媒体应用中的一个典型的协议体系结构。
 
  从图中可以看出,RTP被划分在传输层,它建立在UDP上。同UDP协议一样,为了实现其实时传输功能,RTP也有固定的封装形式。RTP用来为端到端的实时传输提供时间信息和流同步,但并不保证服务质量。服务质量由RTCP来提供。
 
  RTP的工作机制为:
 
  当应用程序建立一个RTP会话时,应用程序将确定一对目的传输地址。目的传输地址由一个网络地址和一对端口组成,有两个端口:一个给RTP包,一个给RTCP包,使得RTP/RTCP数据能够正确发送。RTP数据发向偶数的UDP端口,而对应的控制信号RTCP数据发向相邻的奇数UDP端口(偶数的UDP端口+1),这样就构成一个UDP端口对。RTP的发送过程如下,接收过程则相反。
 
  1)RTP协议从上层接收流媒体信息码流(如H.263),封装成RTP数据包;RTCP从上层接收控制信息,封装成RTCP控制包。
 
  2)RTP将RTP数据包发往UDP端口对中偶数端口;RTCP将RTCP控制包发往UDP端口对中的奇数端口。
 
  RTP分组只包含RTP数据,而控制是由RTCP协议提供。RTP在1025到65535之间选择一个未使用的偶数UDP端口号,而在同一次会话中的RTCP则使用下一个奇数UDP端口号。端口号5004和5005分别用作RTP和RTCP的默认端口号。RTP分组的首部格式如图2所示,其中前12个字节是必须的。

此文关键字:流媒体,传输,协议,系列,之,----RTP,RTCP,解析