流媒体传输协议简介

流媒体传输协议简介
分类： 工作点滴 Video 2012-11-23 15:49 1955人阅读 评论(2) 收藏 举报

一、流媒体传输方式

目前实现流媒体传输主要有两种方法：顺序流（progressive streaming）传输和实时流（realtime streaming）传输，它们分别适合于不同的应用场合。

1.1 顺序流传输

顺序流传输采用顺序下载的方式进行传输，在下载的同时用户可以在线回放多媒体数据，但给定时刻只能观看已经下载的部分，不能跳到尚未下载的部分，也不能在传输期间根据网络状况对下载速度进行调整。由于标准的HTTP服务器就可以发送这种形式的流媒体，而不需要其他特殊协议的支持，因此也常常被称作HTTP流式传输。顺序流式传输比较适合于高质量的多媒体片段，如片头、片尾或者广告等。

1.2 实时流传输

实时流式传输保证媒体信号带宽能够与当前网络状况相匹配，从而使得流媒体数据总是被实时地传送，因此特别适合于现场事件。实时流传输支持随机访问，即用户可以通过快进或者后退操作来观看前面或者后面的内容。从理论上讲，实时流媒体一经播放就不会停顿，但事实上仍有可能发生周期性的暂停现象，尤其是在网络状况恶化时更是如此。与顺序流传输不同的是，实时流传输需要用到特定的流媒体服务器，而且还需要特定网络协议的支持。


二、流媒体协议

2.1 RTP

实时传输协议(Real-time Transport Protocol，RTP)是针对Internet上多媒体数据流的一个传输协议, 由IETF(Internet工程任务组)作为RFC1889发布。利用它能够在一对一（unicast，单播）或者一对多（multicast，多播）的网络环境中实现传流媒体数据的实时传输。RTP通常使用UDP来进行多媒体数据的传输，但如果需要的话可以使用TCP或者ATM等其它协议。


版本号（V）：2比特，用来标志使用的RTP版本。
填充位（P）：1比特，如果该位置位，则该RTP包的尾部就包含附加的填充字节。
扩展位（X）：1比特，如果该位置位的话，RTP固定头部后面就跟有一个扩展头部。
CSRC计数器（CC）：4比特，含有固定头部后面跟着的CSRC的数目。
标记位（M）：1比特,该位的解释由配置文档（Profile）来承担.
载荷类型（PT）：7比特，标识了RTP载荷的类型。
序列号（SN）：16比特，发送方在每发送完一个RTP包后就将该域的值增加1，接收方可以由该域检测包的丢失及恢复包序列。序列号的初始值是随机的。
时间戳：32比特，记录了该包中数据的第一个字节的采样时刻。在一次会话开始时，时间戳初始化成一个初始值。即使在没有信号发送时，时间戳的数值也要随时间而不断地增加（时间在流逝嘛

）。时间戳是去除抖动和实现同步不可缺少的。
同步源标识符(SSRC)：32比特，同步源就是指RTP包流的来源。在同一个RTP会话中不能有两个相同的SSRC值。该标识符是随机选取的 RFC1889推荐了MD5随机算法。
贡献源列表（CSRC List）：0～15项，每项32比特，用来标志对一个RTP混合器产生的新包有贡献的所有RTP包的源。由混合器将这些有贡献的SSRC标识符插入表中。SSRC标识符都被列出来，以便接收端能正确指出交谈双方的身份。


2.2 RTCP

RTP本身只保证实时数据的传输，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。
实时传输控制协议RTCP（Realtime Transport Control Protocol）：负责管理传输质量在当前应用进程之间交换控制信息。在RTP会话期间，各参与者周期性地传送RTCP包，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，服务器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，能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化，故特别适合传送网上的实时数据。


2.3 RTP/RTCP工作过程
工作时，RTP协议从上层接收流媒体信息码流（如H.263），装配成RTP数据包发送给下层，下层协议提供RTP和RTCP的分流。如在UDP中， RTP使用一个偶数号端口，则相应的RTCP使用其后的奇数号端口。RTP数据包没有长度限制，它的最大包长只受下层协议的限制。


2.3 RTSP

实时流协议（Real Time Streaming Protocol，RTSP）最早由Real Networks和Netscape公司共同提出，它位于RTP和RTCP之上，其目的是希望通过IP网络有效地传输多媒体数据。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有可能交叉，但RTSP本身通常并不发送连续媒体流。换言之，RTSP充当多媒体服务器的网络远程控制。总的说来，RTSP是一个流媒体表示协议，主要用来控制具有实时特性的数据发送，但它本身并不传输数据，而是必须依赖于下层传输协议所提供的某些服务。RTSP 可以对流媒体提供诸如播放、暂停、快进等操作，它负责定义具体的控制消息、操作方法、状态码等，此外还描述了与RTP间的交互操作。



2.4 RTP、RTCP、RTSP和RSVP的区别

1）RTP是实时数据传输协议。它提供时间标志，序列号以及其它能够保证在实时数据传输时处理时间的方法；它是依靠RVSP保证服务质量标准的。
2）RTCP是RTP的控制部分,是用来保证服务质量和成员管理的。
3）RTSP是开始和指引流媒体数据从流媒体服务器。它又可叫做"网上录像机控制协议".它是提供远程的控制，具体的数

据传输是交给RTP的。
4）RSVP是Internet上的资源预订协议，使用RSVP预留一部分网络资源（即带宽），能在一定程度上为流媒体的传输提供QoS。就像TCP的重发和滑动窗口等都是。


2.5 SDP协议

为会话通知、会话邀请和其它形式的多媒体会话初始化等目的提供了多媒体会话描述。 会话目录用于协助多媒体会议的通告，并为会话参与者传送相关设置信息。SDP 即用于将这种信息传输到接收端。SDP 完全是一种会话描述格式 ― 它不属于传输协议 ― 它只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 的设计宗旨是通用性，它可以应用于大范围的网络环境和应用程序，而不仅仅局限于组播会话目录，但 SDP 不支持会话内容或媒体编码的协商。　在因特网组播骨干网（Mbone）中，会话目录工具被用于通告多媒体会议，并为参与者传送会议地址和参与者所需的会议特定工具信息，这由 SDP 完成。SDP 连接好会话后，传送足够的信息给会话参与者。SDP 信息发送利用了会话通知协议（SAP），它周期性地组播通知数据包到已知组播地址和端口处。这些信息是 UDP 数据包，其中包含 SAP 协议头和文本有效载荷（text payload）。这里文本有效载荷指的是 SDP 会话描述。此外信息也可以通过电子邮件或 WWW （World Wide Web） 进行发送。
SDP 文本信息包括：
(1): 会话名称和意图；
(2): 会话持续时间；
(3): 构成会话的媒体；
(4): 有关接收媒体的信息（地址等）。


三、流媒体应用及开发

目前市场上主流的流媒体技术有三种，分别是RealNetworks公司的RealMedia、Microsoft的Windows Media和Apple公司的QuickTime。这三家的技术都有自己的专利算法、专利文件格式甚至专利传输控制协议这三个关键要素在里面。Helix Server是RealNetworks公司最新的流媒体服务平台，这个系统和微软的Window Media System不同，它并不是免费的，但在RealNetworks的网站（ ），还是提供有免费使用的Helix，不过有功能或时间上的限制。

RTP 是目前解决流媒体实时传输问题的最好办法，如果需要在Linux平台上进行实时流媒体编程，可以考虑使用一些开放源代码的RTP库，如LIVE555、 JRTPLIB等。

JRTPLIB是一个面向对象的RTP库，它完全遵循RFC 1889设计，在很多场合下是一个非常不错的选择。JRTPLIB 是一个用C++语言实现的RTP库，目前已经可以运行在Windows、Linux、FreeBSD、 Solaris、Unix和VxWorks等多种操作系统上。要为Linux 系统安装JRTPLIB，首先从JRTPLIB的网站（http://research.edm.u

hasselt.be/~jori/page/index.php?n=CS.Jrtplib）下载最新的源码包。关于JRTPLIB，不过它只支持udp，需要自己添加tcp的代码。