实习的第十一天:流媒体之RTPRTCPRTSP协议
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了实习的第十一天:流媒体之RTPRTCPRTSP协议相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
RTP
RTP是什么?
RTP,Real-time Transport Protocol,实时传输协议。用来为IP网上的语音、图像、传真等多种需要实时传输的多媒体数据提供端到端的实时传输服务。
RTP提供时间序列和流同步,但是不保证服务质量,服务质量由RTCP来提供,后面会提到。
RTP报文由两部分组成:报头和有效载荷。
前12字节是固定的,CSRC可以有多个或者0个。
1)V:RTP协议的版本号,占2位
2)P:填充标志,占1位,如果P=1,则在该报文的尾部填充一个或多个额外的八位组,它们不是有效载荷的一部分
3)X:扩展标志,占1位,如果X=1,则在RTP报头后跟有一个扩展报头
4)CC:CSRC计数器,占4位,指示CSRC标识符个数
5)M:标志,占1位,不同的有效载荷有不同的含义,对于视频,标记一帧的结束;对于音频,标记会话的开始。
6)PT(payload type):有效荷载类型,占7位,用于说明RTP报文中有效载荷的类型,如GSM音频、JPEM图像等,在流媒体中大部分是用来区分音频流和视频流,这样便于客户端进行解析。
7)序列号:占16位,用于标识发送者所发送的RTP报文的序列号,每发送一个报文,序列号增1。这个字段当下层的承载协议用UDP的时候,网络状况不好的时候可以用来检查丢包。当出现网络抖动的情况可以用来对数据进行重新排序。序列号的初始值是随机的,同时音频包和视频包的sequence是分别计数的。
8)时戳(Timestamp):占32位,必须使用90kHZ时钟频率(程序中的90000)。时戳反映了该RTP报文的第一个八位组的采样时刻。接受者使用时戳来计算延迟和延迟抖动,并进行同步控制。可以根据RTP包的时间戳来获得数据包的时序。
9)同步信源(SSRC)标识符:占32位,用于标识同步信源。同步信源是指产生媒体流的信源,他通过RTP报头中的一个32为数字SSRC标识符来标识,而不依赖网络地址,接收者将根据SSRC标识符来区分不同的信源,进行RTP报文的分组。
10)提供信源(CSRC)标识符:每个CSRC标识符占32位,可以有0~15个CSRC。每个CSRC标识了包含在RTP报文有效载荷中的所有提供信源。
提供信源用来标识对一个RTP混合器产生的新包有贡献的所有RTP包的源。是指当混合器接收到一个或多个同步信源的RTP报文后,经过混合处理产生一个新的组合RTP报文,并把混合器作为组合RTP报文的SSRC,将原来所有的SSRC都作为CSRC传送给接收者,是接受者知道组成组合报文的各个SSRC。
RTP的用武之地
RTP用于在单播或多播网络中传送实时数据。
简单的多播音频会议:语音通信通过一个多播地址和一对端口实现,一个用于音频数据(RTP),一个用于控制包(RTCP)。
音视频会议:这两种媒体将在不同的RTP会话中传送,每个会话使用不同的传输地址(IP+端口)。如果一个用户同时使用了两个会话,则每个会话对应的RTCP包都使用规范化名字CNAME。与会者可以根据RTCP包中的CNAME来获取相关联的音频和视频,然后根据RTCP包中的计时信息来实现音频和视频的同步。
翻译器:属于RTP级别的中继系统,用在通过IP多播不能直接到达的用户区。
混合器:当与会者能接受的音频编码格式不一样。在进入音频数据格式需要变化的网络之前,混合器将来自一个源或多个源的音频包进行重构,并把重构后的多个音频合并,采用另一种音频编码进行编码后,再转发这个新的RTP包。
流媒体
流媒体这个概念,一年半前就接触了,当时还是在视频点播器的项目上。
流式传输
流式传输是实现流媒体的关键技术。
要实现流式传输,就是要从降低延迟和恢复数据包时序入手。在发送端,为降低延迟,往往对传输数据进行预处理(降低质量和高效压缩)。在接收端为了恢复时序,采用了接收缓冲;而为了实现媒体的流畅播放,则采用了播放缓冲。
接收缓冲
不难理解,其实就是一个缓冲区,正常缓存区用来干嘛的,它就用来干嘛的。
使用接收缓冲,可以将接收到的数据包缓存起来,然后根据数据包的封装信息(如包序号和时戳等),将乱序的包重新排序,最后将重新排序了的数据包放入播放缓冲播放。
播放缓冲
播放缓冲存在的意义,一方面是因为网络存在不确定性,另一方面对数据包的排序需要处理时耗,如果没有播放缓存区的内容存在的话,后台处理这些状况的时候就会导致前端看起来很卡,这叫时延抖动。所以,我们采取在开始播放时,花费一点时间先将播放缓冲填满,可以有效的消除时延抖动,从而在不太损失实时性的前提下实现流媒体的顺畅播放。
RTP的协议层次
RTP编程
参考博客:https://blog.csdn.net/qq_25005909/article/details/78622326
RTCP
RTCP的主要功能是:服务质量的监视与反馈、媒体间的同步,以及多播组中成员的标识。
RTCP包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料,因此,各参与者可以利用这些信息动态地改变传输速率,甚至改变有效载荷类型。RTP和RTCP配合使用,它们能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化,因而特别适合传送网上的实时数据。
RTSP
RTSP(Real Time Streaming Protocol)实时流传输协议。是 TCP/IP 协议体系中的一个应用层协议,RTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上,它使用TCP或UDP完成数据传输。
RTSP发起/终结流媒体、RTP传输流媒体数据、RTCP对RTP进行控制、同步。
RTSP交互过程
收尾小问题
声音和图像怎么同步:
根据声音流和图像流的相对时间(即RTP包的时间戳),以及它们的绝对时间(即对应的RTCP包中的RTCP),可以实现声音和图像的同步。
如何获取音频数据:
直接将RTP包的包头去掉即可。当然,要成功地播放解码获取到的音频流,需要知道其编码,这可从RTP包包头的有效载荷类型字段(PT)获得。
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