网络流媒体协议之——RTSP协议

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RTSP(Real-Time Stream Protocol)协议是一个基于文本的多媒体播放控制协议,属于应用层。RTSP以客户端方式工作,对流媒体提供播放、暂停、后退、前进等操作。该标准由IETF指定,对应的协议是RFC2326。

RTSP(Real-Time Stream Protocol)协议是一个基于文本的多媒体播放控制协议,属于应用层。RTSP以客户端方式工作,对流媒体提供播放、暂停、后退、前进等操作。该标准由IETF指定,对应的协议是RFC2326。

RTSP作为一个应用层协议,提供了一个可供扩展的框架,使得流媒体的受控和点播变得可能,它主要用来控制具有实时特性的数据的发送,但其本身并不用于传送流媒体数据,而必须依赖下层传输协议(如RTP/RTCP)所提供的服务来完成流媒体数据的传送。RTSP负责定义具体的控制信息、操作方法、状态码,以及描述与RTP之间的交互操作。RTSP媒体服务协议框架如下:

客户端要播放RTSP媒体流,就需要知道媒体源的URL,RTSP的URL格式一般如下:

  1. rtsp://host[:port]/[abs_path]/content_name 
  • host:有效的域名或IP地址;
  • port:端口号,缺省为554,若为缺省可不填写,否则必须写明。

例如,一个完整的RTSP URL可写为:

  1. rtsp://192.168.1.67:554/test 

又如目前市面上常用的海康网络摄像头的RTSP地址格式为:

  1. rtsp://[username]:[password]@[ip]:[port]/[codec]/[channel]/[subtype]/av_stream 

示例:

  1. rtsp://admin:12345@192.168.1.67:554/h264/ch1/main/av_stream 
  2. rtsp://admin:12345@192.168.1.67/mpeg4/ch1/sub/av_stream 

RTSP报文

对RTSP协议的使用有了一个大概的了解之后,我们来看一下RTSP报文结构。

RTSP是一种基于文本的协议,用CRLF(回车换行)作为每一行的结束符,其好处是,在使用过程中可以方便地增加自定义参数,也方便抓包分析。从消息传送方向上来分,RTSP的报文有两类:请求报文和响应报文。请求报文是指从客户端向服务器发送的请求(也有少量从服务器向客户端发送的请求),响应报文是指从服务器到客户端的回应。

RTSP请求报文的常用方法与作用:

网络流媒体协议之——RTSP协议

一次基本的RTSP交互过程如下,C表示客户端,S表示服务端。

网络流媒体协议之——RTSP协议

首先客户端连接到流媒体服务器并发送一个RTSP描述请求(DESCRIBE request),服务器通过一个SDP(Session DescriptionProtocol)描述来进行反馈(DESCRIBEresponse),反馈信息包括流数量、媒体类型等信息。客户端分析该SDP描述,并为会话中的每一个流发送一个RTSP连接建立请求(SETUPrequest),该命令会告诉服务器用于接收媒体数据的端口,服务器响应该请求(SETUP response)并建立连接之后,就开始传送媒体流(RTP包)到客户端。在播放过程中客户端还可以向服务器发送请求来控制快进、快退和暂停等。最后,客户端可发送一个终止请求(TEARDOWN request)来结束流媒体会话。

下面我们通过具体的消息实例来进一步了解一下RTSP的工作过程:

(1) OPTIONS

OPTIONS请求是客户端向服务器询问可用的方法,请求和回复实例如下:

  1. C->S: OPTIONS rtsp://example.com/media.mp4 RTSP/1.0 
  2.  CSeq: 1 
  3.  Require: implicit-play 
  4.  Proxy-Require: gzipped-messages 
  5.   
  6. S->C: RTSP/1.0 200 OK 
  7.  CSeq: 1 
  8.  Public: DESCRIBE, SETUP, TEARDOWN, PLAY, PAUSE 

(2) DESCRIBE

客户端向服务器请求媒体资源描述,服务器端通过SDP(Session Description Protocol)格式回应客户端的请求。资源描述中会列出所请求媒体的媒体流及其相关信息,典型情况下,音频和视频分别作为一个媒体流传输。实例如下:

  1. C->S: DESCRIBE rtsp://example.com/media.mp4 RTSP/1.0 
  2.  CSeq: 2 
  3.   
  4. S->C: RTSP/1.0 200 OK 
  5.  CSeq: 2 
  6.  Content-Base: rtsp://example.com/media.mp4 
  7.  Content-Type: application/sdp 
  8.  Content-Length: 460 
  9.   
  10.  m=video 0 RTP/AVP 96 
  11.  a=control:streamid=0 
  12.  a=range:npt=0-7.741000 
  13.  a=length:npt=7.741000 
  14.  a=rtpmap:96 MP4V-ES/5544 
  15.  a=mimetype:string;"video/MP4V-ES" 
  16.  a=AvgBitRate:integer;304018 
  17.  a=StreamName:string;"hinted video track" 
  18.  m=audio 0 RTP/AVP 97 
  19.  a=control:streamid=1 
  20.  a=range:npt=0-7.712000 
  21.  a=length:npt=7.712000 
  22.  a=rtpmap:97 mpeg4-generic/32000/2 
  23.  a=mimetype:string;"audio/mpeg4-generic" 
  24.  a=AvgBitRate:integer;65790 
  25.  a=StreamName:string;"hinted audio track" 

(3) SETUP

SETUP请求确定了具体的媒体流如何传输,该请求必须在PLAY请求之前发送。SETUP请求包含媒体流的URL和客户端用于接收RTP数据(audio or video)的端口以及接收RTCP数据(meta information)的端口。服务器端的回复通常包含客户端请求参数的确认,并会补充缺失的部分,比如服务器选择的发送端口。每一个媒体流在发送PLAY请求之前,都要首先通过SETUP请求来进行相应的配置。

  1. C->S: SETUP rtsp://example.com/media.mp4/streamid=0 RTSP/1.0 
  2.  CSeq: 3 
  3.  Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=8000-8001 
  4.   
  5. S->C: RTSP/1.0 200 OK 
  6.  CSeq: 3 
  7.  Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=8000-8001;server_port=9000-9001;ssrc=1234ABCD 
  8.  Session: 12345678 

(4) PLAY

客户端通过PLAY请求来播放一个或全部媒体流,PLAY请求可以发送一次或多次,发送一次时,URL为包含所有媒体流的地址,发送多次时,每一次请求携带的URL只包含一个相应的媒体流。PLAY请求中可指定播放的range,若未指定,则从媒体流的开始播放到结束,如果媒体流在播放过程中被暂停,则可在暂停处重新启动流的播放。

  1. C->S: PLAY rtsp://example.com/media.mp4 RTSP/1.0 
  2.  CSeq: 4 
  3.  Range: npt=5-20 
  4.  Session: 12345678 
  5.   
  6. S->C: RTSP/1.0 200 OK 
  7.  CSeq: 4 
  8.  Session: 12345678 
  9.  RTP-Info: url=rtsp://example.com/media.mp4/streamid=0;seq=9810092;rtptime=3450012 

(5) PAUSE

PAUSE请求会暂停一个或所有媒体流,后续可通过PLAY请求恢复播放。PAUSE请求中携带所请求媒体流的URL,若参数range存在,则指明在何处暂停,若该参数不存在,则暂停立即生效,且暂停时长不确定。

  1. C->S: PAUSE rtsp://example.com/media.mp4 RTSP/1.0 
  2.  CSeq: 5 
  3.  Session: 12345678 
  4.   
  5. S->C: RTSP/1.0 200 OK 
  6.  CSeq: 5 
  7.  Session: 12345678 

(6) TEARDOWN

结束会话请求,该请求会停止所有媒体流,并释放服务器上的相关会话数据。

  1. C->S: TEARDOWN rtsp://example.com/media.mp4 RTSP/1.0 
  2.  CSeq: 8 
  3.  Session: 12345678 
  4.   
  5. S->C: RTSP/1.0 200 OK 
  6.  CSeq: 8 

(7) GET_PARAMETER

检索指定URI数据中的参数值。不携带消息体的GET_PARAMETER可用来测试服务器端或客户端是否可通(类似ping的功能)。

  1. S->C: GET_PARAMETER rtsp://example.com/media.mp4 RTSP/1.0 
  2.  CSeq: 9 
  3.  Content-Type: text/parameters 
  4.  Session: 12345678 
  5.  Content-Length: 15 
  6.   
  7.  packets_received 
  8.  jitter 
  9.   
  10. C->S: RTSP/1.0 200 OK 
  11.  CSeq: 9 
  12.  Content-Length: 46 
  13.  Content-Type: text/parameters 
  14.   
  15.  packets_received: 10 
  16.  jitter: 0.3838 

(8) SET_PARAMETER

用于设置指定媒体流的参数。

  1. C->S: SET_PARAMETER rtsp://example.com/media.mp4 RTSP/1.0 
  2.  CSeq: 10 
  3.  Content-length: 20 
  4.  Content-type: text/parameters 
  5.   
  6.  barparam: barstuff 
  7.   
  8. S->C: RTSP/1.0 451 Invalid Parameter 
  9.  CSeq: 10 
  10.  Content-length: 10 
  11.  Content-type: text/parameters 
  12.   
  13.  barparam 

(9) REDIRECT

重定向请求,用于服务器通知客户端新的服务地址,客户端需要向这个新地址重新发起请求。重定向请求中可能包含Range参数,指明重定向生效的时间。客户端若需向新服务地址发起请求,必须先teardown当前会话,再向指定的新主机setup一个新的会话。

  1. S->C: REDIRECT rtsp://example.com/media.mp4 RTSP/1.0 
  2.  CSeq: 11 
  3.  Location: rtsp://bigserver.com:8001 
  4.  Range: clock=19960213T143205 

(10) ANNOUNCE

ANNOUNCE请求有两个用途:(1)C->S:客户端向服务器端发布URL指定的媒体信息描述;(2) S->C:实时更新对话描述。若媒体表示中新增了一个媒体流,例如在直播过程中,则整个媒体表示的description都要被重新发送,而不是只发送新增部分。

  1. C->S: ANNOUNCE rtsp://example.com/media.mp4 RTSP/1.0 
  2.  CSeq: 7 
  3.  Date: 23 Jan 1997 15:35:06 GMT 
  4.  Session: 12345678 
  5.  Content-Type: application/sdp 
  6.  Content-Length: 332 
  7.   
  8.  v=0 
  9.  o=mhandley 2890844526 2890845468 IN IP4 126.16.64.4 
  10.  s=SDP Seminar 
  11.  i=A Seminar on the session description protocol 
  12.  u=http://www.cs.ucl.ac.uk/staff/M.Handley/sdp.03.ps 
  13.  e=mjh@isi.edu (Mark Handley) 
  14.  c=IN IP4 224.2.17.12/127 
  15.  t=2873397496 2873404696 
  16.  a=recvonly 
  17.  m=audio 3456 RTP/AVP 0 
  18.  m=video 2232 RTP/AVP 31 
  19.   
  20. S->C: RTSP/1.0 200 OK 
  21.  CSeq: 7 

(11) RECORD

请求录制指定范围的媒体数据,请求中可指定录制的起止时间戳;若未指定时间范围,则使用presentation description中的开始和结束时间,这种情况下,如果会话已开始,则立即启动录制操作。

  1. C->S: RECORD rtsp://example.com/media.mp4 RTSP/1.0 
  2.  CSeq: 6 
  3.  Session: 12345678 
  4.   
  5. S->C: RTSP/1.0 200 OK 
  6.  CSeq: 6 
  7.  Session: 12345678 

以上就是RTSP中常用的命令及其实例介绍。最后,来看一段实际使用的RTSP命令交互过程,该过程是通过PC对海康摄像头视频流的拉取和播放,并通过Wireshark抓取客户端的数据得到的:

  1. OPTIONS rtsp://10.3.8.202:554 RTSP/1.0 
  2. CSeq: 2 
  3. User-Agent: LibVLC/2.2.8 (LIVE555 Streaming Media v2016.02.22) 
  4.   
  5. RTSP/1.0 200 OK 
  6. CSeq: 2 
  7. Public: OPTIONS, DESCRIBE, PLAY, PAUSE, SETUP, TEARDOWN, SET_PARAMETER, GET_PARAMETER 
  8. Date: Mon, Jan 29 2018 16:56:47 GMT 
  9.   
  10. DESCRIBE rtsp://10.3.8.202:554 RTSP/1.0 
  11. CSeq: 3 
  12. User-Agent: LibVLC/2.2.8 (LIVE555 Streaming Media v2016.02.22) 
  13. Accept: application/sdp 
  14.   
  15. RTSP/1.0 401 Unauthorized 
  16. CSeq: 3 
  17. WWW-Authenticate: Digest realm="IP Camera(10789)"nonce="6b9a455aec675b8db81a9ceb802e4eb8"stale="FALSE" 
  18. Date: Mon, Jan 29 2018 16:56:47 GMT 
  19.   
  20. DESCRIBE rtsp://10.3.8.202:554 RTSP/1.0 
  21. CSeq: 4 
  22. Authorization: Digest username="admin"realm="IP Camera(10789)"nonce="6b9a455aec675b8db81a9ceb802e4eb8"uri="rtsp://10.3.8.202:554"response="3fc4b15d7a923fc36f32897e3cee69aa" 
  23. User-Agent: LibVLC/2.2.8 (LIVE555 Streaming Media v2016.02.22) 
  24. Accept: application/sdp 
  25.   
  26. RTSP/1.0 200 OK 
  27. CSeq: 4 
  28. Content-Type: application/sdp 
  29. Content-Base: rtsp://10.3.8.202:554/ 
  30. Content-Length: 551 
  31.   
  32. v=0 
  33. o=- 1517245007527432 1517245007527432 IN IP4 10.3.8.202 
  34. s=Media Presentation 
  35. e=NONE 
  36. b=AS:5050 
  37. t=0 0 
  38. a=control:rtsp://10.3.8.202:554/ 
  39. m=video 0 RTP/AVP 96 
  40. c=IN IP4 0.0.0.0 
  41. b=AS:5000 
  42. a=recvonly 
  43. a=x-dimensions:2048,1536 
  44. a=control:rtsp://10.3.8.202:554/trackID=1 
  45. a=rtpmap:96 H264/90000 
  46. a=fmtp:96 profile-level-id=420029packetization-mode=1sprop-parameter-sets=Z00AMp2oCAAwabgICAoAAAMAAgAAAwBlCA==,aO48gA== 
  47. a=Media_header:MEDIAINFO=494D4B48010200000400000100000000000000000000000000000000000000000000000000000000
  48. a=appversion:1.0 
  49.   
  50. SETUP rtsp://10.3.8.202:554/trackID=1 RTSP/1.0 
  51. CSeq: 5 
  52. Authorization: Digest username="admin"realm="IP Camera(10789)"nonce="6b9a455aec675b8db81a9ceb802e4eb8"uri="rtsp://10.3.8.202:554/"response="ddfbf3e268ae954979407369a104a620" 
  53. User-Agent: LibVLC/2.2.8 (LIVE555 Streaming Media v2016.02.22) 
  54. Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=57844-57845 
  55.   
  56. RTSP/1.0 200 OK 
  57. CSeq: 5 
  58. Session: 1273222592;timeout=60 
  59. Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=57844-57845;server_port=8218-8219;ssrc=5181c73a;mode="play" 
  60. Date: Mon, Jan 29 2018 16:56:47 GMT 
  61.   
  62. PLAY rtsp://10.3.8.202:554/ RTSP/1.0 
  63. CSeq: 6 
  64. Authorization: Digest username="admin"realm="IP Camera(10789)"nonce="6b9a455aec675b8db81a9ceb802e4eb8"uri="rtsp://10.3.8.202:554/"response="b5abf0b230de4b49d6c6d42569f88e91" 
  65. User-Agent: LibVLC/2.2.8 (LIVE555 Streaming Media v2016.02.22) 
  66. Session: 1273222592 
  67. Range: npt=0.000- 
  68.   
  69. RTSP/1.0 200 OK 
  70. CSeq: 6 
  71. Session: 1273222592 
  72. RTP-Info: url=rtsp://10.3.8.202:554/trackID=1;seq=65373;rtptime=3566398668 
  73. Date: Mon, Jan 29 2018 16:56:47 GMT 
  74.   
  75. GET_PARAMETER rtsp://10.3.8.202:554/ RTSP/1.0 
  76. CSeq: 7 
  77. Authorization: Digest username="admin"realm="IP Camera(10789)"nonce="6b9a455aec675b8db81a9ceb802e4eb8"uri="rtsp://10.3.8.202:554/"response="bb2309dcd083b25991c13e165673687b" 
  78. User-Agent: LibVLC/2.2.8 (LIVE555 Streaming Media v2016.02.22) 
  79. Session: 1273222592 
  80.   
  81. RTSP/1.0 200 OK 
  82. CSeq: 7 
  83. Date: Mon, Jan 29 2018 16:56:47 GMT 
  84.   
  85. TEARDOWN rtsp://10.3.8.202:554/ RTSP/1.0 
  86. CSeq: 8 
  87. Authorization: Digest username="admin"realm="IP Camera(10789)"nonce="6b9a455aec675b8db81a9ceb802e4eb8"uri="rtsp://10.3.8.202:554/"response="e08a15c27d3daac14fd4b4bcab424a5e" 
  88. User-Agent: LibVLC/2.2.8 (LIVE555 Streaming Media v2016.02.22) 
  89. Session: 1273222592 
  90.   
  91. RTSP/1.0 200 OK 
  92. CSeq: 8 
  93. Session: 1273222592 
  94. Date: Mon, Jan 29 2018 16:57:03 GMT 
责任编辑:赵宁宁 来源: 今日头条
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