實時傳輸協(xié)議和實時控制協(xié)議(RTCP

1、公告：2010年SD2.0大會即將在上海召開了歷屆參會網(wǎng)友精彩心得集錦意見反饋官 方博客 實時傳輸協(xié)議(RTP)和實時控制協(xié)議(RTCP)收藏RTP是一種提供端對端傳輸服務(wù)的實時傳輸協(xié)議，用來支持在單目標(biāo)廣播和多目標(biāo)廣播網(wǎng)絡(luò) 服務(wù)中傳輸實時數(shù)據(jù)，而實時數(shù)據(jù)的傳輸則由RTCP協(xié)議來監(jiān)視和控制。RTP定義在RFC使用RTP協(xié)議的應(yīng)用程序運行在RTP之上，而執(zhí)行RTP的程序運行在UDP的上層，目的 是為了使用UDP的端口號和檢查和。如圖16-12所示，RTP可以看成是傳輸層的子層。由 多媒體應(yīng)用程序生成的聲音和電視數(shù)據(jù)塊被封裝在RTP信息包中，每個RTP信息包被封裝 在UDP消息段中，然后再封裝在I

2、P數(shù)據(jù)包中。1889中。信息包的結(jié)構(gòu)包含廣泛用于多媒體的若干個域，包括聲音點播(audio-on-demand)、 影視點播(video on demand)、因特網(wǎng)電話(Internet telephony) 電視會議(videoconferencing)。 RTP的規(guī)格沒有對聲音和電視的壓縮格式制定標(biāo)準(zhǔn)，它可以被用來傳輸普通格式的文件。例 如，WAV 或者 GSM(Global System for Mobile communications)格式的聲音、MPEG-1 和MPEG-2的電視，也可以用來傳輸專有格式存儲的聲音和電視文件。TCP/IP模型應(yīng)用層(application)傳輸層R

3、TPUDPIP數(shù)據(jù)鏈路層(data link)物理層(physical)圖16-12 RTP是傳輸層上的協(xié)議從應(yīng)用開發(fā)人員的角度來看，可把RTP執(zhí)行程序看成是應(yīng)用程序的一部分，因為開發(fā)人員 必需把RTP集成到應(yīng)用程序中。在發(fā)送端，開發(fā)人員必需把執(zhí)行RTP協(xié)議的程序?qū)懭氲絼?chuàng) 建RTP信息包的應(yīng)用程序中，然后應(yīng)用程序把RTP信息包發(fā)送到UDP的套接接口(socket interface)，如圖16-13所示；同樣，在接收端，RTP信息包通過UDP套接接口輸入到應(yīng)用 程序，因此開發(fā)人員必需把執(zhí)行RTP協(xié)議的程序?qū)懭氲綇腞TP信息包中抽出媒體數(shù)據(jù)的應(yīng) 用程序。TCP/IP模型應(yīng)用層(applicati

4、on)RTP套接接口UDPIP數(shù)據(jù)鏈路層(data link)物理層(physical)圖16-13 RTP和UDP之間的接口現(xiàn)以用RTP傳輸聲音為例來說明它的工作過程。假設(shè)音源的聲音是64 kb/s的PCM編碼聲 音，并假設(shè)應(yīng)用程序取20毫秒的編碼數(shù)據(jù)為一個數(shù)據(jù)塊(chunk)，即在一個數(shù)據(jù)塊中有160 個字節(jié)的聲音數(shù)據(jù)。應(yīng)用程序需要為這塊聲音數(shù)據(jù)添加RTP標(biāo)題生成RTP信息包，這個標(biāo) 題包括聲音數(shù)據(jù)的類型、順序號和時間戳。然后RTP信息包被送到UDP套接接口，在那里 再被封裝在UDP信息包中。在接收端，應(yīng)用程序從套接接口處接收RTP信息包，并從RTP 信息包中抽出聲音數(shù)據(jù)塊，然后使用RTP

5、信息包的標(biāo)題域中的信息正確地譯碼和播放聲音。如果應(yīng)用程序不使用專有的方案來提供有效載荷類型(payload type)、順序號或者時間戳，而 是使用標(biāo)準(zhǔn)的RTP協(xié)議，應(yīng)用程序就更容易與其他的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序配合運行，這是大家都 希望的事情。例如，如果有兩個不同的公司都在開發(fā)因特網(wǎng)電話軟件，他們都把RTP合并 到他們的產(chǎn)品中，這樣就有希望：使用不同公司電話軟件的用戶之間能夠進(jìn)行通信。這里需要強調(diào)的是，RTP本身不提供任何機制來確保把數(shù)據(jù)及時遞送到接收端或者確保其他 的服務(wù)質(zhì)量，它也不擔(dān)保在遞送過程中不丟失信息包或者防止信息包的次序不被打亂。的確， RTP的封裝只是在系統(tǒng)端才能看到，中間的路由器并不區(qū)

6、分那個IP數(shù)據(jù)報是運載RTP信息 包的。RTP允許給每個媒體源分配一個單獨的RTP信息包流，例如，攝像機或者麥克風(fēng)。例如， 有兩個團(tuán)體參與的電視會議，這就可能打開4個信息包流：兩臺攝像機傳送電視流和兩個麥 克風(fēng)傳送聲音流。然而，許多流行的編碼技術(shù)，包括MPEG-1和MPEG-2在編碼過程中都 把聲音和電視圖像捆綁在一起以形成單一的數(shù)據(jù)流，一個方向就生成一個RTP信息包流。RTP信息包沒有被限制只可應(yīng)用于單目標(biāo)廣播，它們也可以在一對多(one-to-many多目標(biāo) 廣播樹或者在多對多(many-to-many)的多目標(biāo)廣播樹上傳送。例如，多對多的多目標(biāo)廣播， 在這種應(yīng)用場合下，所有發(fā)送端通常都把

7、他們的RTP信息包流發(fā)送到具有相同多目標(biāo)廣播 地址的多目標(biāo)廣播樹上。丁 。16.6.2 RTP信息包標(biāo)題域RTP標(biāo)題由4個信息包標(biāo)題域和其他域組成：有效載荷類型(payload type)域，順序號(sequen ce number)域，時間戳(timestamp)域和同步源標(biāo)識符(Synchronization Source Identifier)域等。RTP信息包的標(biāo)題域的結(jié)構(gòu)如下圖所示:PayloadSequence NumberTimestampSynchronizationMiscellaneousTypeSourceFields(有效載荷類型)(順序號)(時間戳)Identifie

8、r(同步源標(biāo)識符)(其他)有效載荷類型RTP信息包中的有效載荷域(Payload Type Field)的長度為7位，因此RTP可支持128種不同的 有效載荷類型。對于聲音流，這個域用來指示聲音使用的編碼類型，例如？0、自適應(yīng)增量調(diào)制 或線性預(yù)測編碼等等。如果發(fā)送端在會話或者廣播的中途決定改變編碼方法，發(fā)送端可通過這 個域來通知接收端。表16-01列出了目前RTP所能支持的聲音有效載荷類型。表16-01目前RTP所能支持的聲音有效載荷類型有效載荷號聲音類型采樣率(kHz)數(shù)據(jù)率(kb/s)0PCM mu-law8641101684.82G.7218323GSM8326DVI16647LPC82

9、.49G.722848 64對電視流，有效載荷類型可以用來指示電視編碼的類型，例如motion JPEG, MPEG-1, MPEG-2 或者H.231等等。發(fā)送端也可以在會話或者期間隨時改變電視的編碼方法。表16-02列出了目 前RTP所能支持的某些電視有效載荷類型。順序號順序號(Sequence Number Field)域的長度為16位。每發(fā)送一個RTP信息包順序號就加1,接收端可以用它來檢查信息包是否有丟失以及按順序號處理信息包。例如，接收端的應(yīng)用程序接收到一個RTP信息包流，這個RTP信息包在順序號86和89之間有一個間隔，接收端就知道信息 包87和88已經(jīng)丟失，并且采取措施來處理丟

10、失的數(shù)據(jù)。時間戳?xí)r間戳(Timestamp)域的長度為32字節(jié)。它反映RTP數(shù)據(jù)信息包中第一個字節(jié)的采樣時刻(時間)。接收端可以利用這個時間戳來去除由網(wǎng)絡(luò)引起的信息包的抖動，并且在接收端為播放提供 同步功能。同步源標(biāo)識符同步源標(biāo)識符(Synchronization Source Identifier， SSRC)域的長度為32位。它用來標(biāo)識RT P信息包流的起源，在RTP會話或者期間的每個信息包流都有一個清楚的SSRC。SSRC不是發(fā)送端的IP地址，而是在新的信息包流開始時源端隨機分配的一個號碼。16.6.3實時傳輸控制協(xié)議實時傳輸控制協(xié)議(Real-time Control Protocol

11、，RTCP)也定義在1996年提出的RFC 1889中。 多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用把RTCP和RTP 一起使用，尤其是在多目標(biāo)廣播中更具吸引力。當(dāng)從一個 或者多個發(fā)送端向多個接收端廣播聲音或者電視時，也就是在RTP會話期間，每個參與者 周期性地向所有其他參與者發(fā)送RTCP控制信息包，如圖16-14所示。RTCP用來監(jiān)視服務(wù) 質(zhì)量和傳送有關(guān)與會者的信息。對于RTP會話或者廣播，通常使用單個多目標(biāo)廣播地址， 屬于這個會話的所有RTP和RTCP信息包都使用這個多目標(biāo)廣播地址，通過使用不同的端 口號可把RTP信息包和RTCP信息包區(qū)分開來。RTCP的主要功能是為應(yīng)用程序提供會話質(zhì)量或者廣播性能質(zhì)量的信息。每個R

12、TCP信息包 不封裝聲音數(shù)據(jù)或者電視數(shù)據(jù)，而是封裝發(fā)送端和/或者接收端的統(tǒng)計報表。這些信息包括 發(fā)送的信息包數(shù)目、丟失的信息包數(shù)目和信息包的抖動等情況，這些反饋信息對發(fā)送端、接 收端或者網(wǎng)絡(luò)管理員都是很有用的。RTCP規(guī)格沒有指定應(yīng)用程序應(yīng)該使用這個反饋信息做 什么，這完全取決于應(yīng)用程序開發(fā)人員。例如，發(fā)送端可以根據(jù)反饋信息來修改傳輸速率， 接收端可以根據(jù)反饋信息判斷問題是本地的、區(qū)域性的還是全球性的，網(wǎng)絡(luò)管理員也可以使 用RTCP信息包中的信息來評估網(wǎng)絡(luò)用于多目標(biāo)廣播的性能。16.6.4實時流放協(xié)議、實時流放協(xié)議（Real-Time Streaming Protocol，RTSP）是一個剛開始開發(fā)的協(xié)議，它的設(shè)想描 述在RFC播放的數(shù)據(jù)流被分成許多信息包，信息包的大小很適用于客戶機和服務(wù)器之間的帶寬。當(dāng)客 戶機已經(jīng)接收到足夠多的信息包之后，用戶軟件就可開始播放一個信息包，同時對另一個信 息包解壓縮和接收第三個信息包。這樣用戶就不需要把整個媒體文件從服務(wù)器上下載之后就 可立即播放。廣播源可以是現(xiàn)場的數(shù)據(jù)流也可以是存儲的數(shù)據(jù)流。RTSP協(xié)議想要提供控制多種應(yīng)用數(shù)據(jù)傳送的功能，提供一種選擇傳送通道的方法，例如UDP, TCP, IP多目標(biāo)廣播通道，以及提供一種基于RTP協(xié)議的遞送方法。正在設(shè)計的RTSP將工 作在RTP的上層，用來控制和傳送實時的內(nèi)容。RTSP能夠