RTSP协议体系结构1-1rtsp实时流协议(Real-TimeStreaming

RTSP协议体系结构1-1rtsp实时流协议(Real-TimeStreamingProtocol，RTSPc1])是由RealNetworks和Netseape共同提出的，该协议定义了一对多的应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据的方法。RTSP在体系结构上位于实时传输协议(ATransportProtocolforReal-TimeApplications，RTP)和实时传输控制协议(RealTimeControlProtocol，RTCP)之上，它使用TCP或UDP完成数据传输。RTSP是一个客户一服务器多媒体节目协议，用于建立并控制一个或几个时间同步的连续视频、音频流的连接。尽管用RTSP交叉传输连续媒体流和控制流是可能的，但通常它用来控制流式多媒体数据在IP网络上的发送，而并不用于连续媒体流的传输。它提供用于音频和视频流的远程控制功能，例如：播放、暂停、关闭等。RTSP是一个应用层协议，用来与RTP、RTCP等更低层的协议一起，提供基于Internet的整套流化服务。它可以选择发送通道(例如：UDP、组播UDP和TCP)和基于RTP的发送机制。1．2RTSP协议的体系结构RTSP协议位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或UDP完成数据传输，其体系结构如图1所示。目前，支持基于IP的流媒体网络协议主要有实时传输协议RTP、实时传输控制协议RTCP、实时流协议RTSP、资源预留协议(ResourceReservationProtocol，RSVP))和会话描述协(SessionDe—scriptionProtocol，SDP)。RTSP协议主要用于媒体播放客户端和媒体服务器之间的网络远程控制。RTSP可以使用TCP连接协议也可以使用UDP连接协议，主要根据传输的数据类型来决定。RTSP提供了一个可扩展框架，使实时数据，如音频与视频的受控点播成为可能。1．3RTSP的工作原理RTSP中的所有操作都是通过服务器和客户端的消息应答来完成的，其消息包括请求和应答两类．请求消息的格式如图2。请求消息由请求行、标题行中的各种标题域和主体实体组成。请求行和标题行由ASCII字符组成。图2中的sp域、cr域和lf域分别代表空格字符、回车字符和换行字符。其中的method表示请求命令，主要有以下几种命令。OPTIONS：客户端或服务器端通知另一方自己能接受的选项；DESCRIBE：客户端通过向服务器发送请求URL，接受指定的节目描述或媒体对象；SETUP：让服务器给流分配资源，启动RTSP连接；PLAY：启动SETUP分配流的数据传输；TEARDOWN：释放流的资源，RTSP连接停止。除了状态行之外，RTSP应答消息格式与请求消息的格式相同。状态行包含RTSP的版本号，状态码statuscode和短语phrase，它们组合起来表示客户请求所获得的结果。RTSP客户机和服务器之间的协议交互开始于OPT10N请求／应答，然后客户机为它感兴趣的媒体流发送一个DESCRIBE请求。从服务器返回的应答消息可获得关于这个流的具体信息，比如编码方式等。然后客户端发送一个SETUP请求，其中包括协议集和端口号，客户端通过这些协议集和端口来接收媒体流，服务器把选中的协议和端口应答给客户端。客户端再发送PLAY命令告知服务器通过先前商定的协议来传输数据，还可以发送PAUSE来临时暂停传送，发送TEARDOWN表示结束会话。整个交互过程如图3所示。在RTSP协议中，服务器和客户端之间的通信完全基于消息应答机制，从而实现类似VCR的远程遥控功能。RTSP协议的请求和应答消息主要通过请求方法字段和状态码字段完成。Method请求方法，也就是请求服务的类别，包括(C：用户端，S：服务器端)：DESCRIBE：C—s，返回媒体对象的描述。ANNOUNCE：c—s，S—c，请求URL识别的演示或媒体对象描述发送给服务器件。OPTIONS：c—s，s—c，让服务器或客户端互相告诉对方可以被接受的选项。PAUSE：C—s，PAUSE请求引起流发送临时中断。PLAY：C—S，PLAY告诉服务器以SETUP指定的机制开始发送数据；直到一些SETUP请求被成功响应，客户端才可发布PLAY请求。SETUP：C—S，建立与客户端的连接。TEARDOWN：c—s，TEARDOWN请求停止给定URL流发送，释放相关资源。Status—Code状态码，表示请求的方法的可操作情况。在RTSP中的状态码和HTTP协议中的状态码十分类似，是一个三位数字：100：继续；2xx：表示请求成功，可被接受；3xx：重定向；4xx：客户端错误；5xx：服务器端错误。例如，200表示请求已成功，将要执行；而453表示没有足够的带宽。RTSPserverRTSPsessionRTSPclient1建立连接2产生新的SOCKET，以后些客户端的交流由SOCKET完成。〈3DESCRIBE4：SDP信息〉5．OPTIONS6回复服务器文件的命令。〈7SETUP8．。。。。交换〉9play10OK握手完成。11Teardown12关闭SOCKET删除客户端信息。具体实现时，采用C／S结构设计一个的基于RTSP协议的视频服务器。在服务器端，RTSP服务器在默认的端口(一般是554端口号)监听网络请求消息数据包，在收到数据包后，根据RTSP规定的格式进行解析，并作相应的处理，同时形成RTSP格式的应答消息数据包，响应客户端的请求。RTSP服务器在接收到播放流媒体实时数据或文件的请求后，在本地申请并建立新的端口组(RTP端口和RTCP端口，一般前者是偶数端口，后者奇数端口)。此后，服务器端在RTP端口发送包含流媒体文件的RTP数据包，在RTCP端口接收客户端发送的RTCP数据包，并继续在554端口等待别的客户端的RTSP请求。由上面的分析，得到基于RTSP协议的流媒体服务器的模型，如图3所示。1．模拟音视频数据的输入。2．前端视频服务器负责将音视频数据采集编码，并保存到本地或提供RTP传输。3．客户端发送RTSP格式的请求数据包，其中包含客户端要求的流媒体的名字，服务器端在收到该数据包后，解析数据包，若成功解析，就返回该流媒体文件的相关信息，如实际地址等。客户端根据收到的流媒体的实际地址，做进一步的RTSP请求，例如：“播放”、“下载”等。4．服务器端分配RTP、RTCP端口(2N，2N+1)；并继续在RTSP端口(如554)等待新的请求。5．客户端与服务器端的RTP、RTCP端口建立连接，准备接收／发送数据。6．服务器端打包流媒体数据成RTP格式并发送。7．客户端接收RTP数据包。8．客户端解析RTP数据包。9．MPEG4解析包进行解析，解析成功交给播放器。l0．客户端根据接收数据的网络情况(如延迟、丢包等)，组成一个RTCP格式的数据包，每隔一定时间发送给服务器端，作为服务器自动改善数据发送性能的信息参考。