分类： 嵌入式
2014-04-28 23:09:00
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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, 由哥伦比亚大学, 网景和RealNetworks公司提交的IETF RFC标准. 该协议定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据. RTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上, 它使用TCP或RTP完成数据传输.
流媒体服务协议栈
RTSP 提供了一个可扩展框架, 使实时数据, 如音频与视频的受控点播成为可能. 数据源包括现场数据与存储在剪辑中数据. 该协议目的在于控制多个数据发送连接, 为选择发送通道, 如UDP, 组播UDP与TCP, 提供途径, 并为选择基于RTP上发送机制提供方法.
它的语法和运作跟HTTP 1.1类似, 但并不特别强调时间同步, 所以比较能容忍网络延迟.
HTTP与RTSP相比, * HTTP传送HTML. HTTP请求由客户机发出, 服务器作出响应 * RTSP传送的是多媒体数据. 使用RTSP时, 客户机和服务器都可以发出请求, 即RTSP可以是双向的.
RTSP是用来控制声音或影像的多媒体串流协议, 并允许同时多个串流需求控制, 传输时所用的网络通讯协议并不在其定义的范围内, 服务器端可以自行选择使用TCP或UDP来传送串流内容.
而 前面提到的允许同时多个串流需求控制(Multicast), 除了可以降低服务器端的网络用量, 更进而支持多方视讯会议(Video Conference). 因为与HTTP1.1的运作方式相似, 所以代理服务器〈Proxy〉的快取功能〈Cache〉也同样适用于RTSP, 并因RTSP具有重新导向功能, 可视实际负载情况来转换提供服务的服务器, 以避免过大的负载集中于同一服务器而造成延迟.
该协议用于C/S模型, 是一个基于文本的协议, 用于在客户端和服务器端建立和协商实时流会话.
实 时流协议(RTSP)建立并控制一个或几个时间同步的连续流媒体. 尽管连续媒体流与控制流交换是可能的, 通常它本身并不发送连续流. 换言之, RTSP充当多媒体服务器的网络远程控制. RTSP连接没有绑定到传输层连接, 如TCP. 在RTSP连接期间, RTSP用户可打开或关闭多个对服务器的可传输连接以发出RTSP请求. 此外, 可使用无连接传输协议, 如UDP. RTSP流控制的流可能用到RTP, 但RTSP操作并不依赖用于携带连续媒体的传输机制.
协 议支持的操作如下: (1)从媒体服务器上检索媒体: 用户可通过HTTP或其它方法提交一个演示描述. 如演示是组播, 演示式就包含用于连续媒体的的组播地址和端口. 如演示仅通过单播发送给用户, 用户为了安全应提供目的地址. (2)媒体服务器邀请进入会议: 媒体服务器可被邀请参加正进行的会议, 或回放媒体, 或记录其中一部分, 或全部. 这种模式在分布式教育应用上很有用, 会议中几方可轮流按远程控制按钮. (3)将媒体加到现成讲座中: 如服务器告诉用户可获得附加媒体内容, 对现场讲座显得尤其有用. 如HTTP/1.1中类似, RTSP请求可由代理, 通道与缓存处理.
1. C->S:OPTION request //询问S有哪些方法可用 1. S->C:OPTION response //S回应信息中包括提供的所有可用方法 2. C->S:DESCRIBE request //要求得到S提供的媒体初始化描述信息 2. S->C:DESCRIBE response //S回应媒体初始化描述信息, 主要是sdp 3. C->S:SETUP request //设置会话的属性, 以及传输模式, 提醒S建立会话 3. S->C:SETUP response //S建立会话, 返回会话标识符, 以及会话相关信息 4. C->S:PLAY request //C请求播放 4. S->C:PLAY response //S回应该请求的信息 S->C:发送流媒体数据 5. C->S:TEARDOWN request //C请求关闭会话 5. S->C:TEARDOWN response //S回应该请求
上述的过程是标准的, 友好的rtsp流程, 但实际的需求中并不一定按部就班来. 其中第3和4步是必需的！
第一步, 只要服务器客户端约定好, 有哪些方法可用, 则option请求可以不要.
第二步, 如果我们有其他途径得到媒体初始化描述信息(比如http请求等等), 则我们也不需要通过rtsp中的describe请求来完成.
第五步, 可以根据系统需求的设计来决定是否需要.
RTSP的消息有两大类: 请求消息(request), 回应消息(response).
请求消息方法 URI RTSP版本 CR LF 消息头 CR LF CR LF 消息体 CR LF
其中方法包括OPTION回应中所有的命令,URI是接受方的地址,例如:rtsp://192.168.20.136. RTSP版本一般都是 RTSP/1.0. 每行后面的CR LF表示回车换行, 需要接受端有相应的解析, 最后一个消息头需要有两个CR LF(即空行)
回应消息RTSP版本 状态码 解释 CR LF 消息头 CR LF CR LF 消息体 CR LF
其中RTSP版本一般都是RTSP/1.0, 状态码是一个数值, 200表示成功, 解释是与状态码对应的文本解释.
方法记号表示资源上执行的方法, 它区分大小写. 新方法可在将来定义, 但不能以$开头. 已定义方法如下表所示:
(注: P----演示, S----流, C----用户端, S----服务器端)
| 方法 | 方向 | 对象 | 要求 | 含义 | |---------------|-----------|------|------|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | DESCRIBE | C->S | P,S | 推荐 | 检查演示或媒体对象的描述, 也允许使用接收头指定用户理解的描述格式. DESCRIBE的答复-响应组成媒体RTSP初始阶段 | | ANNOUNCE | C->S S->C | P,S | 可选 | 当从用户发往服务器时, ANNOUNCE将请求URL识别的演示或媒体对象描述发送给服务器; 反之, ANNOUNCE实时更新连接描述. 如新媒体流加入演示, 整个演示描述再次发送, 而不仅仅是附加组件, 使组件能被删除 | | `GET_PARAMETER` | C->S S->C | P,S | 可选 | `GET_PARAMETER`请求检查RUL指定的演示与媒体的参数值. 没有实体体时, `GET_PARAMETER`也许能用来测试用户与服务器的连通情况 | | OPTIONS | C->S S->C | P,S | 要求 | 可在任意时刻发出OPTIONS请求, 如用户打算尝试非标准请求, 并不影响服务器状态 | | PAUSE | C->S | P,S | 推荐 | PAUSE请求引起流发送临时中断. 如请求URL命名一个流, 仅回放和记录被停止; 如请求URL命名一个演示或流组, 演示或组中所有当前活动的流发送都停止. 恢复回放或记录后, 必须维持同步. 在SETUP消息中连接头超时参数所指定时段期间被暂停后, 尽管服务器可能关闭连接并释放资源, 但服务器资源会被预订 | | PLAY | C->S | P,S | 要求 | PLAY告诉服务器以SETUP指定的机制开始发送数据; 直到一些SETUP请求被成功响应, 客户端才可发布PLAY请求. PLAY请求将正常播放时间设置在所指定范围的起始处, 发送流数据直到范围的结束处. PLAY请求可排成队列, 服务器将PLAY请求排成队列, 顺序执行 | | RECORD | C->S | P,S | 可选 | 该方法根据演示描述初始化媒体数据记录范围, 时标反映开始和结束时间; 如没有给出时间范围, 使用演示描述提供的开始和结束时间. 如连接已经启动, 立即开始记录, 服务器数据请求URL或其他URL决定是否存储记录的数据; 如服务器没有使用URL请求, 响应应为201(创建), 并包含描述请求状态和参考新资源的实体与位置头. 支持现场演示记录的媒体服务器必须支持时钟范围格式, smpte格式没有意义 | | REDIRECT | S->C | P,S | 可选 | 重定向请求通知客户端连接到另一服务器地址. 它包含强制头地址, 指示客户端发布URL请求; 也可能包括参数范围, 以指明重定向何时生效. 若客户端要继续发送或接收URL媒体, 客户端必须对当前连接发送TEARDOWN请求, 而对指定主执新连接发送SETUP请求 | | SETUP | C->S | S | 要求 | 对URL的SETUP请求指定用于流媒体的传输机制. 客户端对正播放的流发布一个SETUP请求, 以改变服务器允许的传输参数. 如不允许这样做, 响应错误为"455 Method Not Valid In This State”. 为了透过防火墙, 客户端必须指明传输参数, 即使对这些参数没有影响 | | `SET_PARAMETER` | C->S S->C | P,S | 可选 | 这个方法请求设置演示或URL指定流的参数值. 请求仅应包含单个参数, 允许客户端决定某个特殊请求为何失败. 如请求包含多个参数, 所有参数可成功设置, 服务器必须只对该请求起作用. 服务器必须允许参数可重复设置成同一值, 但不让改变参数值. 注意: 媒体流传输参数必须用SETUP命令设置. 将设置传输参数限制为SETUP有利于防火墙. 将参数划分成规则排列形式, 结果有更多有意义的错误指示 | | TEARDOWN | C->S | P,S | 要求 | TEARDOWN请求停止给定URL流发送, 释放相关资源. 如URL是此演示URL, 任何RTSP连接标识不再有效. 除非全部传输参数是连接描述定义的, SETUP请求必须在连接可再次播放前发布 |
某些防火墙设计与其他环境可能要求服务器插入RTSP方法和流数据. 由于插入将使客户端和服务器操作复杂, 并增加附加开销, 除非有必要, 应避免这样做. 插入二进制数据仅在RTSP通过TCP传输时才可使用. 流数据(如RTP包)用一个ASCII字符'?封装,?后跟一个一字节通道标识,?其后是封装二进制数据的长度,?两字节整数.?流数据紧跟其后,?没有CRLF,?但包括高层协议头.?每个块包含一个高层协议数据单元.
当 传输选择为RTP, RTCP信息也被服务器通过TCP连接插入. 缺省情况下, RTCP包在比RTP通道高的第一个可用通道上发送. 客户端可能在另一通道显式请求RTCP包, 这可通过指定传输头插入参数中的两个通道来做到. 当两个或更多流交叉时, 为取得同步, 需要RTCP. 而且, 这为当网络设置需要通过TCP控制连接透过RTP/RTCP提供了一条方便的途径, 可能时, 在UDP上进行传输.
消息头的定义如下表. 表格说明:
| Header | Type | Support | Methods | |--------------------|------|---------|---------------------------| | Accept | R | opt. | entity | | Accept-Encoding | R | opt. | entity | | Accept-Language | R | opt. | all | | Allow | R | opt. | all | | Authorization | R | opt. | all | | Bandwidth | R | opt. | all | | Blocksize | R | opt. | All but OPTIONS, TEARDOWN | | Cache-Control | G | opt. | SETUP | | Conference | R | opt. | SETUP | | Connection | G | req. | all | | Content-Base | E | opt. | entity | | Content-Encoding | E | req. | SET_PARAMETER | | Content-Encoding | E | req. | DESCRIBE, ANNOUNCE | | Content-Language | E | req. | DESCRIBE, ANNOUNCE | | Content-Length | E | req. | SET_PARAMETER, ANNOUNCE | | Content-Length | E | req. | entity | | Content-Location | E | opt. | entity | | Content-Type | E | req. | SET_PARAMETER, ANNOUNCE | | Content-Type | R | req. | entity | | CSeq | G | req. | all | | Date | G | opt. | all | | Expires | E | opt. | DESCRIBE, ANNOUNCE | | From | R | opt. | all | | If-Modified-Since | R | opt. | DESCRIBE, SETUP | | Last-Modified | E | opt. | entity | | Proxy-Authenticate | | | | | Proxy-Require | R | req. | all | | Public | R | opt. | all | | Range | R | opt. | PLAY, PAUSE, RECORD | | Range | R | opt. | PLAY, PAUSE, RECORD | | Referer | R | opt. | all | | Require | R | req. | all | | Retry-After | R | opt. | all | | RTP-Info | R | req. | PLAY | | Scale | Rr | opt. | PLAY, RECORD | | Session | Rr | req. | All but SETUP, OPTIONS | | Server | R | opt. | all | | Speed | Rr | opt. | PLAY | | Transport | Rr | req. | SETUP | | Unsupported | R | req. | all | | User-Agent | R | opt. | all | | Via | G | opt. | all | | WWW-Authenticate | R | opt. | all |
常用头解析:
| Header | Description | |-------------------------|---------------------------------------------------------------------------------------| | CSeq | 命令的序列号, 逐1增加 | | Content-Length | 这个标记的存在说明后面有实体数据, 而且给出了这个数据块的大小, 单位是byte | | X-Playlist-Gen-Id | 用来检查播放列表是否有效. 这个标记最初在客户端发送DESCRIBE命令后使用. 客户端在发送“SETUP”命令给服务器时必须回应一样的值 | | X-Playlist-Seek-Id | 值必须和X-Playlist-Gen-Id 域的值相同, 在PLAY请求命令中使用. | | Blocksize | 媒体包的总长度，单位是byte | | Session | Session ID是用作客户端和服务器之间是否是正确的连接。在客户端发送SETUP命令后，服务器会在应答消息头里面发送一个session值给客户端。这算建立的一个会话. | | X-Accept-Authentication | 允许的authentication 方法. NTLM, Digest 和 Basic 是标准的 | | X-Broadcast-Id | 是否是实况或者是先期录制的流。0 表示先期录制，其他的值表示是实况。 | | Range | 暂无中文释义 | | Speed | 用来调整传输到客户端的流得速度。假如你的带宽可以接受更高速的数据传送，这个域的值可以设置大于1来加速下载数据. i.e. x1 rate | | Server | 服务器类型和软件版本 | | EOF | 文件结束标记，也是流的结束标记 | | Date | 日期时间，下面举个例子：Tue, 18 Nov 2003 15:57:07 GMT | | Bandwidth | 流需要的最大带宽，bits/秒 | | Transport | 使用什么协议来传输数据，比如TCP或者UDP等 | | Etag | 实体标记Entity tag，是一个分配给会话的值，就像”23180160″ | | Supported | 支持的COM modules , 有的是可选的. | | Content-Type | 此域用来表示命令或者应答的用意. 下面是常用的几种类型 | | \/ | application/x-wms-Logconnectstats 这个在SET_PARAMETER命令中用到，表示将客户端的信息登记到服务器上。 | | \/ | application/sdp 这个表示接下来数据包里面的是sdp数据，它是在服务器对DESCRIBE命令的应答包中。 | | \/ | application/x-wms-contentdesc 表示紧跟的数据是一个内容描述对象，它设置the layout of the dialog. | | \/ | application/vnd.ms.wms-hdr.asfv1 表示跟着一个流媒体头信息(ASF header)，可以用BASIC 或者DIGEST来解码。 | | \/ | application/x-rtsp-packetpair 它被用来确定连接的可用带宽。 |
标准RTSP 消息的状态码(在应答消息的第一行表示)
| value | meaning | |-------|-------------------------------------| | ”100” | Continue (all 100 range) | | “200” | OK | | ”201” | Created | | ”250” | Low on Storage Space | | ”300” | Multiple Choices | | ”301” | Moved Permanently | | ”302” | Moved Temporarily | | ”303” | See Other | | ”304” | Not Modified | | ”305” | Use Proxy | | ”350” | Going Away | | ”351” | Load Balancing | | ”400” | Bad Request | | ”401” | Unauthorized | | ”402” | Payment Required | | ”403” | Forbidden | | ”404” | Not Found | | ”405” | Method Not Allowed | | ”406” | Not Acceptable | | ”407” | Proxy Authentication Required | | ”408” | Request Time-out | | ”410” | Gone | | ”411” | Length Required | | ”412” | Precondition Failed | | ”413” | Request Entity Too Large | | ”414” | Request-URI Too Large | | ”415” | Unsupported Media Type | | ”451” | Parameter Not Understood | | ”452” | reserved | | ”453” | Not Enough Bandwidth | | ”454” | Session Not Found | | ”455” | Method Not Valid in This State | | ”456” | Header Field Not Valid for Resource | | ”457” | Invalid Range | | ”458” | Parameter Is Read-Only | | ”459” | Aggregate operation not allowed | | ”460” | Only aggregate operation allowed | | ”461” | Unsupported transport | | ”462” | Destination unreachable | | ”500” | Internal Server Error | | ”501” | Not Implemented | | ”502” | Bad Gateway | | ”503” | Service Unavailable | | ”504” | Gateway Time-out | | ”505” | RTSP Version not supported | | ”551” | Option not supported |
本节针对上面所述的典型交互过程进行说明
OPTION
目的是得到服务器提供的可用方法:OPTIONS rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666 RTSP/1.0 CSeq: 1 //每个消息都有序号来标记, 第一个包通常是option请求消息 User-Agent: VLC media player (LIVE555 Streaming Media v2005.11.10)服务器的回应信息包括提供的一些方法,例如:
RTSP/1.0 200 OK Server: UServer 0.9.7_rc1 Cseq: 1 //每个回应消息的cseq数值和请求消息的cseq相对应 Public: OPTIONS, DESCRIBE, SETUP, TEARDOWN, PLAY, PAUSE, SCALE,GET_PARAMETER //服务器提供的可用的方法
DESCRIBE
C向S发起DESCRIBE请求,为了得到会话描述信息(SDP):DESCRIBE rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666 RTSP/1.0 CSeq: 2 token: Accept: application/sdp User-Agent: VLC media player (LIVE555 Streaming Media v2005.11.10)服务器回应一些对此会话的描述信息(sdp):
RTSP/1.0 200 OK Server: UServer 0.9.7_rc1 Cseq: 2 x-prev-url: rtsp://192.168.20.136:5000 x-next-url: rtsp://192.168.20.136:5000 x-Accept-Retransmit: our-retransmit x-Accept-Dynamic-Rate: 1 Cache-Control: must-revalidate Last-Modified: Fri, 10 Nov 2006 12:34:38 GMT Date: Fri, 10 Nov 2006 12:34:38 GMT Expires: Fri, 10 Nov 2006 12:34:38 GMT Content-Base: rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666/ Content-Length: 344 Content-Type: application/sdp v=0 //以下都是sdp信息 o=OnewaveUServerNG 1451516402 1025358037 IN IP4 192.168.20.136 s=/xxx666 u= e=admin@ c=IN IP4 0.0.0.0 t=0 0 a=isma-compliance:1,1.0,1 a=range:npt=0- m=video 0 RTP/AVP 96 //m表示媒体描述, 下面是对会话中视频通道的媒体描述 a=rtpmap:96 MP4V-ES/90000 a=fmtp:96 profile-level-id=245;config=000001B0F5000001B509000001000000012000C888B0E0E0FA62D089028307 a=control:trackID=0 //trackID＝0表示视频流用的是通道0
SETUP
客户端提醒服务器建立会话,并确定传输模式:SETUP rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666/trackID=0 RTSP/1.0 CSeq: 3 Transport: RTP/AVP/TCP;unicast;interleaved=0-1 User-Agent: VLC media player (LIVE555 Streaming Media v2005.11.10) //uri中 带有trackID＝0, 表示对该通道进行设置. Transport参数设置了传输模式, 包的结构. 接下来的数据包头部第二个字节位置就是 interleaved, 它的值是每个通道都不同的, trackID＝0的interleaved值有两个0或1, 0表示rtp包, 1表示rtcp包, 接 受端根据interleaved的值来区别是哪种数据包.服务器回应信息:
RTSP/1.0 200 OK Server: UServer 0.9.7_rc1 Cseq: 3 Session: 6310936469860791894 //服务器回应的会话标识符 Cache-Control: no-cache Transport: RTP/AVP/TCP;unicast;interleaved=0-1;ssrc=6B8B4567
PLAY
客户端发送播放请求:PLAY rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666 RTSP/1.0 CSeq: 4 Session: 6310936469860791894 Range: npt=0.000- //设置播放时间的范围 User-Agent: VLC media player (LIVE555 Streaming Media v2005.11.10)服务器回应信息:
RTSP/1.0 200 OK Server: UServer 0.9.7_rc1 Cseq: 4 Session: 6310936469860791894 Range: npt=0.000000- RTP-Info: url=trackID=0;seq=17040;rtptime=1467265309 //seq和rtptime都是rtp包中的信息
TEARDOWN
客户端发起关闭请求:TEARDOWN rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666 RTSP/1.0 CSeq: 5 Session: 6310936469860791894 User-Agent: VLC media player (LIVE555 Streaming Media v2005.11.10)服务器回应:
RTSP/1.0 200 OK Server: UServer 0.9.7_rc1 Cseq: 5 Session: 6310936469860791894 Connection: Close
以上方法都是交互过程中最为常用的, 其它还有一些重要的方法如get/set_parameter,pause,redirect等等
SDP 完全是一种会话描述格式, 它不属于传输协议.
它使用不同的适当的传输协议，包括会话通知协议（SAP）、会话初始协议（SIP）、 实时流协议（RTSP）、MIME 扩展协议的电子邮件以及超文本传输协议（HTTP）。
SDP协议是也是基于文本的协议，这样就能保证协议的可扩展性比较强, 这样就使其具有广泛的应用范围。SDP 不支持会话内容或媒体编码的协商, 所以在流媒体中只用来描述媒体信息。媒体协商这一块要用RTSP来实现．
SDP描述由许多文本行组成，文本行的格式为<类型>=<值>，<类型>是一个字母，<值>是结构化的文本串，其格式依<类型>而定。
＜type＞=
sdp的格式:
v=o= s= i= u= e= p= c= b= : t= r= z=
.... k= k= : a= a= : m= v = (协议版本) o = (所有者/创建者和会话标识符) s = (会话名称) i = * (会话信息) u = * (URI 描述) e = * (Email 地址) p = * (电话号码) c = * (连接信息) b = * (带宽信息) z = * (时间区域调整) k = * (加密密钥) a = * (0 个或多个会话属性行) 时间描述: t = (会话活动时间) r = * (0或多次重复次数) 媒体描述: m = (媒体名称和传输地址) i = * (媒体标题) c = * (连接信息 — 如果包含在会话层则该字段可选) b = * (带宽信息) k = * (加密密钥) a = * (0 个或多个媒体属性行)
SDP（Session Description Protocol）是一个用来描述多媒体会话的应用层控制协议，它是一个基于文本的协议，用于会话建立过程中的媒体类型和编码方案的协商等。
消息正文格式：
v=0 //该行指示协议的版本
o=mhandley 2890844526 2890842807 IN IP4 126.16.64.4 //o行中包含与会话所有者有关的参数
s=SDP Seminar //表明本次会话的标题，或会话的名称
i=A Seminar on the session description protocol //会话的描述
u= //会话的URI，通过该地址可以查阅到会话的更多内容
e=mjh@isi.edu (Mark Handley) //会话责任人的EMIAL地址
c=IN IP4 
224.2.17.12/127 //C行包含为多媒体会话而建立的连接的信息，其中指出了真正的媒体流使用的IP地址
t=2873397496 2873404696 //表示会话的开始时间和结束时间
m=audio 3458 RTP/AVP 0 96 97 // m行又称媒体行，描述了发送方所支持的媒体类型等信息
a=rtpmap:0 PCMU //a行为媒体的属性行，以属性的名称：属性值的方式表示。
a=rtpmap:96 G726-32/8000
a=rtpmap:97 AMR-WB
格 式为：a=rtpmap:<净荷类型><编码名称> * 净荷类型0固定分配给了PCMU， * 净荷类型96对应的编码方案为G.726,为动态分配的。 * 净荷类型97对应的编码方式为自适应多速率宽带编码（AMR-WB），为动态分配的。
m=video 3400 RTP/AVP 98 99 //m行又称媒体行，描述了发送方所支持的媒体类型等信息
a=rtpmap:98 MPV
a=rtpmap:99 H.261
格式为：a=rtpmap:<净荷类型><编码名称> * 净荷类型98对应的编码方案为MPV,为动态分配的。 * 净荷类型97对应的编码方式为H.261，为动态分配的。
