From b9a4bbb65ec44220456ffee28812c0a70bc58893 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: ls-Brynn <87458342+ls-Brynn@users.noreply.github.com> Date: Fri, 30 Jul 2021 17:39:06 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?Update=20and=20rename=20045-.md=20to=20045-RTSP?= =?UTF-8?q?=E5=8D=8F=E8=AE=AE=E5=AE=9E=E4=BE=8B=E5=88=86=E6=9E=90.md?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- article/045-.md | 1 - ...36\344\276\213\345\210\206\346\236\220.md" | 197 ++++++++++++++++++ 2 files changed, 197 insertions(+), 1 deletion(-) delete mode 100644 article/045-.md create mode 100644 "article/045-RTSP\345\215\217\350\256\256\345\256\236\344\276\213\345\210\206\346\236\220.md" diff --git a/article/045-.md b/article/045-.md deleted file mode 100644 index 792d600..0000000 --- a/article/045-.md +++ /dev/null @@ -1 +0,0 @@ -# diff --git "a/article/045-RTSP\345\215\217\350\256\256\345\256\236\344\276\213\345\210\206\346\236\220.md" "b/article/045-RTSP\345\215\217\350\256\256\345\256\236\344\276\213\345\210\206\346\236\220.md" new file mode 100644 index 0000000..ff630eb --- /dev/null +++ "b/article/045-RTSP\345\215\217\350\256\256\345\256\236\344\276\213\345\210\206\346\236\220.md" @@ -0,0 +1,197 @@ +# RTSP协议实例分析 + +## 1. 前言 + +互联网上关于RTSP的文章很多，但是大多数都是抽象的理论介绍，本文将从实际例子解说RTSP协议，不求面面俱到，但求简单易懂。RTSP（Real-Time Streaming Protocol）实时流式协议是IETF的MMUSIC工作组开发的协议，现在已成为因特网建议标准[RFC 2326]。RTSP是为了给流式过程增加更多的功能（暂停、继续、播放、快进、快退）而设计的协议。需要注意的是，RTSP本身不传输数据，音视频流数据是通过RTP传输的。 + +## 2. RTSP的请求方法 + +在开始实例分析前先介绍RTSP很重的概念，RTSP请求方法，顾名思义，就是定义一系列方法来进行客户端与服务端通信。下面枚举是有关于RTSP的请求方法集合： + +```C++ +typedef enum RtspReqMethod +{ + RTSP_REQ_METHOD_SETUP = 0, + RTSP_REQ_METHOD_DESCRIBE, + RTSP_REQ_METHOD_REDIRECT, + RTSP_REQ_METHOD_PLAY, + RTSP_REQ_METHOD_PAUSE, + RTSP_REQ_METHOD_SESSION, + RTSP_REQ_METHOD_OPTIONS, + RTSP_REQ_METHOD_RECORD, + RTSP_REQ_METHOD_TEARDOWN, + RTSP_REQ_METHOD_GET_PARAM, + RTSP_REQ_METHOD_SET_PARAM, + RTSP_REQ_METHOD_EXTENSION, + RTSP_REQ_METHOD_MAX, +}RtspReqMethod_e; +``` + +只要了解常用几个就好，其它是为了让协议具有兼容性而拓展的，在实际应用中遇到较少 + +>* OPTIONS 请求用于返回服务端支持的 RTSP方法列表 。也可以定时发送这个请求来保活相关的 RTSP 会话。 +>* DESCRIBE 命令用于请求指定的媒体流的 SDP 描述信息（详细包括音视频流的帧率、编码类型等等媒体信息） +>* SETUP 命令用于配置数据交互的方法。（比如制定音视频的传输方式TCP UDP） +>* PLAY 用于启动 (当暂停时重启) 交付数据给客户端. PLAY 命令的应答消息包含如下附加的头字段: +>* PAUSE 请求用于临时停止服务端的数据的交互。使用 PLAY 来重新启动数据交互。 +>* TEARDOWN 请求用于终止来自服务端的数据的传输。 + +## 3. RTSP的实例抓包分析 + +好了，有了以上这些知识，可以直接实例分析了，本抓包数据是用wireshark抓取NVR或者IPC RTSP服务端推送过来的流数据，如果没有NVR或者IPC可以用VLC作为RTSP服务器推流进行抓包分析。我们打开wireshark并输入相应的过滤规则（ip.addr==192.168.1.1 && rtsp）开始抓包。然后在VLC输入如rtsp://admin:12345@192.168.1.1:554/10来向服务器请求流。 + +![image](https://user-images.githubusercontent.com/87458342/127633651-cad4cd3e-0eaf-44d5-8e7e-f1864495f9e0.png) +![image](https://user-images.githubusercontent.com/87458342/127633665-9038a5e9-57ae-4d72-bbdd-25b162ae5bd1.png) +![image](https://user-images.githubusercontent.com/87458342/127633689-04f2d1f8-39ff-41b9-a7d5-2c1e3fb8239a.png) + +为了更容易理解，这里再唠叨一下，上面的会话格式遵循RTSP语法： + +RTSP 的语法和 HTTP 的语法基本相同, 具体如下： + +```HTML +COMMAND rtsp_URL RTSP/1.0 +Headerfield1: val1 +Headerfield2: val2 +... + +[Body] +``` + +客户端经过TCP三次握手后，客户端发送 OPTIONP的方法询问服务器等提供的服务，此时Cseq为2，它只是记录回话的次数序号而已，可以看到RTSP服务器支持OPTIONS, DESCRIBE, SETUP, PLAY, TEARDOWN, SET_PARAMETER这几种方法。 + +>* Cseq为3时，则是客户端用DESCRIB方法主动告诉服务器自己的信息，服务器回的是未认证Unauthorized，即未登录。 +>* Cseq为4时，客户端用DESCRIB方法主动发送用户名及密码给服务端，用户名为字段username，密码则由nonce和 response加密组成，服务器成功认证的话会发送服务器的媒体信息。 +>* Cseq为5时，客户端用SETUP方法主动向服务端请求视频流（trackID=0）。 +>* Cseq为6时，客户端用SETUP方法主动向服务端请求音频流（trackID=1）。 +>* Cseq为7时，客户端用PLAY方法主动向服务端请求播放，服务端回应200 OK等信息后，开始向客户端推送RTP流。 + +下面是服务端回应的状态码结构体，跟http请求返回值类型码很类似，有兴趣可以了解一下。 + +```HTML +RtspMethod_t gRtspStatu[] = { + {"Continue", 100}, + {"OK", 200}, + {"Created", 201}, + {"Accepted", 202}, + {"Non-Authoritative Information", 203}, + {"No Content", 204}, + {"Reset Content", 205}, + {"Partial Content", 206}, + {"Multiple Choices", 300}, + {"Moved Permanently", 301}, + {"Moved Temporarily", 302}, + {"Bad Request", 400}, + {"Unauthorized", 401}, + {"Payment Required", 402}, + {"Forbidden", 403}, + {"Not Found", 404}, + {"Method Not Allowed", 405}, + {"Not Acceptable", 406}, + {"Proxy Authentication Required", 407}, + {"Request Time-out", 408}, + {"Conflict", 409}, + {"Gone", 410}, + {"Length Required", 411}, + {"Precondition Failed", 412}, + {"Request Entity Too Large", 413}, + {"Request-URI Too Large", 414}, + {"Unsupported Media Type", 415}, + {"Bad Extension", 420}, + {"Invalid Parameter", 450}, + {"Parameter Not Understood", 451}, + {"Conference Not Found", 452}, + {"Not Enough Bandwidth", 453}, + {"Session Not Found", 454}, + {"Method Not Valid In This State", 455}, + {"Header Field Not Valid for Resource", 456}, + {"Invalid Range", 457}, + {"Parameter Is Read-Only", 458}, + {"Internal Server Error", 500}, + {"Not Implemented", 501}, + {"Bad Gateway", 502}, + {"Service Unavailable", 503}, + {"Gateway Time-out", 504}, + {"RTSP Version Not Supported", 505}, + {"Extended Error:", 911}, + {0, RTSP_PARSE_INVALID_OPCODE} +}; +``` + +![image](https://user-images.githubusercontent.com/87458342/127633907-0be292e5-ce8b-492a-b57b-c4dce20700f8.png) + +可以看到抓包序列从407到419为客户端与服务端信息交互的过程，从420开始则是服务端用RTP发送过来的音视频流数据。 + +## 4. RTP音视频数据的载体 + +RTP（Real-Time Transport Protocol）实时运输协议是IEFT的AVT工作组开发的协议，为实时应用提供端到端的运输服务，但不提供任何服务质量的保证，它有两种工作模式，两者的区别归纳如下： + +1. 使用udp传输需要为每一个连接设定本机的rtp和rtcp对应的两个端口用于rtp和rtcp的通讯，而tcp方式不需要。 +2. 在收包的过程中，TCP流式和UDP包式的不同。 + +讲到协议可能会有点蒙，其实RTP协议构造很简单，它就是在音视频数据的头部加上RTP的数据头来区分识别音视频流数据，以确保客户端能正确解析数据而已。RTP协议头数据犹如结构体： + +```C++ +typedef struct RtpHdr_s +{ + +#if (BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN) + /* byte 0 */ + u16 cc :4; /* CSRC count */ + u16 x :1; /* header extension flag */ + u16 p :1; /* padding flag */ + u16 version :2; /* protocol version */ + /* byte 1 */ + u16 pt :7; /* payload type */ + u16 marker :1; /* marker bit */ +#elif (BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN) + /* byte 0 */ + u16 version :2; /* protocol version */ + u16 p :1; /* padding flag */ + u16 x :1; /* header extension flag */ + u16 cc :4; /* CSRC count */ + /*byte 1*/ + u16 marker :1; /* marker bit */ + u16 pt :7; /* payload type */ +#else + #error YOU MUST DEFINE BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN OR BIG_ENDIAN ! +#endif + /* bytes 2, 3 */ + u16 seqno :16; /* sequence number */ + /* bytes 4-7 */ + int ts; /* timestamp in ms */ + /* bytes 8-11 */ + int ssrc; /* synchronization source */ +}RtpHdr_t; +``` + +由英文注释，可以大概了解其意思，我比较关注的是payload type 和marker bit ，payload type定义了RTP帧是视频还是音频，marker bit定义了RTP帧是否结束（RTP报文段必须小于MTU，所以一般的视频都有好几个报文段组成）。 + +![image](https://user-images.githubusercontent.com/87458342/127634041-6b854769-0a43-4ec8-b932-cdd4b291befe.png) + +上图抓取了其中一个报文段来分析RTP协议数据，可以看出这是一帧视频流，而且尚未结束还有其他报文（marker bit为false）。下面再来看一个抓包截图： + +![image](https://user-images.githubusercontent.com/87458342/127634071-af3eef33-2680-4176-8ed8-5d44232b0206.png) + + +前面提及，服务端从420就已经用RTP推送音视频流数据，直到484才收到第一帧视频，其中相隔64个报文段，而接来的视频一般只用5到6个报文段就能传输完成。其实这里涉及一点关于视频编码相关知识，I帧、P帧、B帧等。I帧能完全还原一幅图像，P帧、B帧则是参考其他帧来完成显示，其大小比I帧小很多。这就可以解释上面为什么第一帧视频这么大，而后面几帧就很小的缘故了。视频编码的知识在后续博文中将详细解析，敬请关注我的博客更新。 + + +### 5. 总结 + +rtsp协议在音视频流传输上具有很高的地位，在直播平台、流媒体平台、安防监控中使用较多，学会抓包分析rtsp连接问题，能事半功倍解决问题。原创不易，请点赞，转载说明出处。 + +
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+ + +原文作者： dosthing +