大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。
1、RTSP简介
RTSP(Real Time Streaming Protocol)是由Real Network和Netscape共同提出的如何有效地在IP网络上传输流媒体的应用层协议。RTSP对流媒体提供诸如暂停、快进等控制,而它本身并不传输数据。RTSP的作用相当于流媒体服务器的远程控制。服务器端可以自行选择使用TCP或UDP来传输串流内容,它的语法和运作跟HTTP1.1类似,但并不特别强调时间同步,所以比较能容忍网络延迟。
2、RTSP与HTTP的区别与联系
- 联系:两者都用纯文本来发送消息,且RTSP协议语法也和HTTP类似。RTSP一开始这样设计,也是为了能够兼容使用以前写的HTTP协议分析代码。
- 区别:rstp有状态,不同的是RTSP的命令需要知道现在处于一个什么状态,也就是说RTSP的命令总是按照顺序来发送的,某个命令总在另外一个命令之前发送。RTSP不管处于什么状态都不会断掉连接。而HTTP则不保存状态,协议在发送一个命令以后,连接就会断开,且命令之间没有依赖性,RTSP协议使用544端口,HTTP协议使用80端口。
3、RTSP和RTP(TRCP)的联系
- RTP:Realtime Transport Protocol实时传输协议。RTP提供时间标志,序列号以及其他能够保证在实时数据传输时处理时间的方法。
- RTCP:Realtime Transport Control Protocol 实时传输控制协议。RCTP是RTP的控制部分,用来保证服务质量和成员管理。RTP和RTCP是一起使用的。
- RTSP:Realtime Streaming Protocol 实时流传输协议。RTSP具体数据传输交割RTP,提供对流的控制。
RTP是基于UDP协议的,UDP不用建立连接,效率更高。但允许丢包,这就要求在重新组装媒体的时候多做一些工作。RTP只是包裹内容信息,而RTCP是交换控制信息,Qos是通过RTCP实现的。
应用程序对应的是play,seek,pause,stop等命令,RTSP则是处理这些命令,在UDP传输时使用RTP(RTCP)来完成。如果是TCP连接则不会使用RTP(RTCP)。
RTSP的client连接server通过SDP(会话描述协议)传递。
4、RTSP消息
RTSP的消息有两大类,一是请求消息(request),一是回应消息(response),两种消息的格式不同。
1)请求消息格式
代码语言:javascript复制方法 URI RTSP版本 CR LF
消息头 CR LF CR LF
消息体 CR LF
方法包括:OPTIONS、SETUP、PLAY、TEARDOWN、DESCRIBE。
URI是接收方(服务器端)的地址,例如:rtsp://192.168.6.136:5000/v0
每行后面的CR LF表示回车换行,需要接收端有相应的解析,消息头需要有两个CR LF。
代码语言:javascript复制DESCRIBE rtsp://192.168.1.211 RTSP/1.0
CSeq: 1
Accept: application/sdp
User-Agent: magnus-fc
2)回应消息格式
代码语言:javascript复制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,详细请见SDP协议介绍。
代码语言:javascript复制RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 1
Server: GrandStream Rtsp Server V100R001
Content-Type: application/sdp
Content-length: 256
Content-Base: rtsp://192.168.1.211/0
v=0
o=StreamingServer 3331435948 1116907222000 IN IP4 192.168.1.211
s=h264.mp4
c=IN IP4 0.0.0.0
t=0 0
a=control:*
m=video 0 RTP/AVP 96
a=control:trackID=0
a=rtpmap:96 H264/90000
m=audio 0 RTP/AVP 97
a=control:trackID=1
a=rtpmap:97 G726-16/8000
5、RTSP交互流程
C表示rtsp客户端, S表示rtsp服务端。
step1:
代码语言:javascript复制C->S:OPTION request //询问S有哪些方法可用
S->C:OPTION response //S回应信息中包括提供的所有可用方法
step2:
代码语言:javascript复制C->S:DESCRIBE request //要求得到S提供的媒体初始化描述信息
S->C:DESCRIBE response //S回应媒体初始化描述信息,主要是sdp
step3:
代码语言:javascript复制C->S:SETUP request //设置会话的属性,以及传输模式,提醒S建立会话
S->C:SETUP response //S建立会话,返回会话标识符,以及会话相关信息
step4:
代码语言:javascript复制C->S:PLAY request //C请求播放
S->C:PLAY response //S回应该请求的信息
S->C: //发送流媒体数据
step5:
代码语言:javascript复制C->S:TEARDOWN request //C请求关闭会话
S->C:TEARDOWN response //S回应该请求
命令状态转化流程如下图:
6、RTSP主要方法
方法说明:
1)OPTION
得到服务器提供的可用方法
代码语言:javascript复制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:
代码语言:javascript复制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
2)DESCRIBE
C向S发起DESCRIBE请求,为了得到会话描述信息(SDP):
代码语言:javascript复制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):
代码语言:javascript复制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=http:///
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
3)SETUP
客户端提醒服务器建立会话,并确定传输模式:
代码语言:javascript复制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,接收端根据interleaved的值来区别是哪种数据包。
服务器回应信息:
代码语言:javascript复制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
4)PLAY
客户端发送播放请求:
代码语言:javascript复制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:
代码语言:javascript复制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
5)TEADDOWN
客户端发起关闭请求:
代码语言:javascript复制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:
代码语言:javascript复制RTSP/1.0 200 OK
Server: UServer 0.9.7_rc1
Cseq: 5
Session: 6310936469860791894
7、RTSP状态码
代码语言:javascript复制Status-Code = "100" ; Continue
| "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
| "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" ; Conference Not Found
| "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
| extension-code
extension-code = 3DIGIT
Reason-Phrase = *<TEXT, excluding CR, LF
8、SDP协议
sdp的格式:
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>=<value>[CRLF]
代码语言:javascript复制v=<version>
o=<username> <session id> <version> <network type> <address type> <address>
s=<session name>
i=<session description>
u=<URI>
e=<email address>
p=<phone number>
c=<network type> <address type> <connection address>
b=<modifier>:<bandwidth-value>
t=<start time> <stop time>
r=<repeat interval> <active duration> <list of offsets from start-time>
z=<adjustment time> <offset> <adjustment time> <offset> ....
k=<method>
k=<method>:<encryption key>
a=<attribute>
a=<attribute>:<value>
m=<media> <port> <transport> <fmt list>
代码语言:javascript复制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 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。
下面是一个helix流媒体服务器的RTSP协议中的SDP协议:
代码语言:javascript复制v=0 //SDP version
// o field定义的源的一些信息。其格式为:o=<username> <sess-id> <sess-version> <nettype> <addrtype> <unicast-address>
o=- 1271659412 1271659412 IN IP4 10.56.136.37 s=<No title>
i=<No author> <No copyright> //session的信息
c=IN IP4 0.0.0.0 //connect 的信息,分别描述了:网络协议,地址的类型,连接地址。
c=IN IP4 0.0.0.0
t=0 0 //时间信息,分别表示开始的时间和结束的时间,一般在流媒体的直播的时移中见的比较多。
a=SdpplinVersion:1610641560 //描述性的信息
a=StreamCount:integer;2 //用来描述媒体流的信息,表示有两个媒体流。integer表示信息的格式为整数。
a=control:*
a=DefaultLicenseValue:integer;0 //License信息
a=FileType:string;"MPEG4" ////用来描述媒体流的信息说明当前协商的文件是mpeg4格式的文件
a=LicenseKey:string;"license.Summary.Datatypes.RealMPEG4.Enabled"
a=range:npt=0-72.080000 //用来表示媒体流的长度
m=audio 0 RTP/AVP 96 //做为媒体描述信息的重要组成部分描述了媒体信息的详细内容:表示session的audio是通过RTP来格式传送的,其payload值为96传送的端口还没有定。
b=as:24 //audio 的bitrate
b=RR:1800
b=RS:600
a=control:streamid=1 //通过媒体流1来发送音频
a=range:npt=0-72.080000 //说明媒体流的长度。
a=length:npt=72.080000
a=rtpmap:96 MPEG4-GENERIC/32000/2 //rtpmap的信息,表示音频为AAC的其sample为32000
a=fmtp:96 profile-level-id=15;mode=AAC-hbr;sizelength=13;indexlength=3;indexdeltalength=3;config=1210 //config为AAC的详细格式信息
a=mimetype:string;"audio/MPEG4-GENERIC"
a=Helix-Adaptation-Support:1
a=AvgBitRate:integer;48000
a=HasOutOfOrderTS:integer;1
a=MaxBitRate:integer;48000
a=Preroll:integer;1000
a=OpaqueData:buffer;"A4CAgCIAAAAEgICAFEAVABgAAAC7gAAAu4AFgICAAhKIBoCAgAEC"
a=StreamName:string;"Audio Track"
//下面是video的信息基本和audio的信息相对称,这里就不再说了。
m=video 0 RTP/AVP 97
b=as:150
b=RR:11250
b=RS:3750
a=control:streamid=2
a=range:npt=0-72.080000
a=length:npt=72.080000
a=rtpmap:97 MP4V-ES/2500
a=fmtp:97 profile-level-id=1;
a=mimetype:string;"video/MP4V-ES"
a=Helix-Adaptation-Support:1
a=AvgBitRate:integer;300000
a=HasOutOfOrderTS:integer;1
a=Height:integer;240 //影片的长度
a=MaxBitRate:integer;300000
a=MaxPacketSize:integer;1400
a=Preroll:integer;1000
a=Width:integer;320 //影片的宽度
a=OpaqueData:buffer;"AzcAAB8ELyARAbd0AAST4AAEk AFIAAAAbDzAAABtQ7gQMDPAAABAAAAASAAhED6KFAg8KIfBgEC"
a=StreamName:string;"Video Track"
9、总结
在RTSP交互过程中,只要在客户端发出Describe请求的时候,服务端回应的时候会有SDP消息发出,用SDP来描述会话情况和内容,方便客户端能够加入该会话。
10、RTSP基于libcurl代码实现
代码语言:javascript复制/*
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* modification, are permitted provided that the following conditions
* are met:
* * Redistributions of source code must retain the above copyright
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* * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
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* * Neither the name of Jim Hollinger nor the names of its contributors
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* LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
* A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
* OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
* SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
* LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
* DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
* THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
* (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
* OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
*
*/
/* <DESC>
* A basic RTSP transfer
* </DESC>
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <curl/curl.h>
#if defined (WIN32)
#include <conio.h> /* _getch() */
#else
#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#define VERSION_STR "V1.0"
/* error handling macros */
#define my_curl_easy_setopt(A, B, C)
res = curl_easy_setopt((A), (B), (C));
if(!res)
fprintf(stderr, "curl_easy_setopt(%s, %s, %s) failed: %dn",
#A, #B, #C, res);
#define my_curl_easy_perform(A)
res = curl_easy_perform(A);
if(!res)
fprintf(stderr, "curl_easy_perform(%s) failed: %dn", #A, res);
static int _getch(void)
{
struct termios oldt, newt;
int ch;
tcgetattr(STDIN_FILENO, &oldt);
newt = oldt;
newt.c_lflag &= ~( ICANON | ECHO);
tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &newt);
ch = getchar();
tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &oldt);
return ch;
}
#endif
/* send RTSP OPTIONS request */
static void rtsp_options(CURL *curl, const char *uri)
{
CURLcode res = CURLE_OK;
printf("nRTSP: OPTIONS %sn", uri);
my_curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_RTSP_STREAM_URI, uri);
my_curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_RTSP_REQUEST, (long)CURL_RTSPREQ_OPTIONS);
my_curl_easy_perform(curl);
}
/* send RTSP DESCRIBE request and write sdp response to a file */
static void rtsp_describe(CURL *curl, const char *uri,
const char *sdp_filename)
{
CURLcode res = CURLE_OK;
FILE *sdp_fp = fopen(sdp_filename, "wb");
printf("nRTSP: DESCRIBE %sn", uri);
if(sdp_fp == NULL) {
fprintf(stderr, "Could not open '%s' for writingn", sdp_filename);
sdp_fp = stdout;
}
else {
printf("Writing SDP to '%s'n", sdp_filename);
}
my_curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_WRITEDATA, sdp_fp);
my_curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_RTSP_REQUEST, (long)CURL_RTSPREQ_DESCRIBE);
my_curl_easy_perform(curl);
my_curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_WRITEDATA, stdout);
if(sdp_fp != stdout) {
fclose(sdp_fp);
}
}
/* send RTSP SETUP request */
static void rtsp_setup(CURL *curl, const char *uri, const char *transport)
{
CURLcode res = CURLE_OK;
printf("nRTSP: SETUP %sn", uri);
printf(" TRANSPORT %sn", transport);
my_curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_RTSP_STREAM_URI, uri);
my_curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_RTSP_TRANSPORT, transport);
my_curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_RTSP_REQUEST, (long)CURL_RTSPREQ_SETUP);
my_curl_easy_perform(curl);
}
/* send RTSP PLAY request */
static void rtsp_play(CURL *curl, const char *uri, const char *range)
{
CURLcode res = CURLE_OK;
printf("nRTSP: PLAY %sn", uri);
my_curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_RTSP_STREAM_URI, uri);
my_curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_RANGE, range);
my_curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_RTSP_REQUEST, (long)CURL_RTSPREQ_PLAY);
my_curl_easy_perform(curl);
}
/* send RTSP TEARDOWN request */
static void rtsp_teardown(CURL *curl, const char *uri)
{
CURLcode res = CURLE_OK;
printf("nRTSP: TEARDOWN %sn", uri);
my_curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_RTSP_REQUEST, (long)CURL_RTSPREQ_TEARDOWN);
my_curl_easy_perform(curl);
}
/* convert url into an sdp filename */
static void get_sdp_filename(const char *url, char *sdp_filename,
size_t namelen)
{
const char *s = strrchr(url, '/');
strcpy(sdp_filename, "video.sdp");
if(s != NULL) {
s ;
if(s[0] != '