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1、Live555流媒体服务器-设计文档1 设计目的以Live555为平台搭建流媒体服务器,支持H.264视频流和G.729音频流两种实时流的直播功能,支持VLC、MPLAYER等标准流媒体客户端软件进行RTSP请求播放。2 系统框架Live555流媒体服务器接收到来自网络的RTSP请求后,遵循RSTP协议的标准,处理建立RTSP会话的信令流程,并分配相应的资源,建立对应的媒体通道。开始播放后,从摄像头和麦克风采集的音视频数据,视频数据在BF561子板上进行H.264编码,并将编码后的视频流通过SPORT口,交由BF536底板上的Live555流媒体服务器处理;音频数据直接由Live555流媒体服
2、务器进行G.729编码。Live555流媒体服务器根据RTSP协商的结果,将编码后的音视频数据封装为RTP数据,发送到请求的客户端。系统的整体流程如下图1所示:图 1 系统流程说明3 系统设计在live555源码的基础上,进行二次开发。Live555支持H.264源视频文件的流化,需添加对实时流直播的支持;已有优化的G.729编码库,需要添加在live555中添加对G.729音频编码格式的支持。3.1 RTSP服务器参考live555源码mediaserver/目录下的live555MediaServer.cpp,实现媒体流请求的点播功能。客户端(Client)与服务器(Server)之间的R
3、TSP信令交互过程如下图2所示:图2 RTSP信令交互过程1RTSP连接的建立过程RTSPServer类用于构建一个RTSP服务器,该类内部定义了一个RTSPClientSession类,用于处理单独的客户会话。首先创建RTSP服务器(具体实现类是DynamicRTSPServer),在创建过程中,先建立setUpOurSocket(ourSocket)在TCP的554(或8554)端口进行监听,然后把连接处理函数句柄(RTSPServer:incomingConnectionHandler)和socket句柄传给任务调度器(taskScheduler)。任务调度器把socket句柄放入后面s
4、elect调用中用到的socket句柄集(fReadSet)中,同时将socket句柄和incomingConnectionHandler句柄关联起来。接着,主程序开始进入任务调度器的主循环(doEventLoop),在主循环中调用系统函数select阻塞,等待网络连接。当RTSP客户端输入(rtsp:/192.168.0.1/test.264)连接服务器时,select返回对应的scoket,进而根据前面保存的对应关系,可找到对应处理函数句柄,这里就是前面提到的incomingConnectionHandler了。在 incomingConnectionHandler中创建了RTSPClie
5、ntSession,开始对这个客户端的会话进行处理。2DESCRIBE请求消息处理过程RTSP服务器收到客户端DESCRIBE请求后,根据请求URL(rtsp:/192.168.0.1/test.264),找到对应的流媒体资源,返回响应消息。live555中的ServerMediaSession类用来处理会话中描述,它包含多个(音频或视频)的子会话描述(ServerMediaSubsession)。RTSP服务器收到客户端的连接请求,建立了RTSPClientSession类,处理单独的客户会话。在建立RTSPClientSession的过程中,将新建立的socket句柄(clientSock
6、et)和RTSP请求处理函数句柄 RTSPClientSession:incomingRequestHandler传给任务调度器,由任务调度器对两者进行一对一关联。当客户端发出RTSP请求后,服务器主循环中的select调用返回,根据socket句柄找到对应的incomingRequestHandler,开始消息处理。先进行消息的解析,如果发现请求是DESCRIBE则进入handleCmd_DESCRIBE函数。根据客户端请求URL的后缀(如test.264),调用成员函数DynamicRTSPServer:lookupServerMediaSession查找对应的流媒体信息 ServerMe
7、diaSession。若ServerMediaSession不存在,但是本地存在test.264文件,则创建一个新的 ServerMediaSession。在创建ServerMediaSession过程中,根据文件后缀.264创建一个子会话描述H264VideoFileServerMediaSubsession。最后由ServerMediaSession完成组装响应消息中的SDP信息(SDP组装过程见下面的描述),然后将响应消息发给客户端,完成一次消息交互。SDP消息组装过程:ServerMediaSession负责产生会话公共描述信息,子会话描述由 H264VideoFileServerMe
8、diaSubsession产生。H264VideoFileServerMediaSubsession在其父类成员函数 OnDemandServerMediaSubsession:sdpLines()中生成会话描述信息。在sdpLines()实现里面,创建一个虚 构(dummy)的FramedSource(具体实现类为H264VideoStreamFramer)和RTPSink(具体实现类为SimpleRTPSink和 H264VideoRTPSink),最后调用setSDPLinesFromRTPSink(.)成员函数生成子会话描述。3SETUP请求消息处理过程RTSPClientSessio
9、n类用于处理单独的客户会话。其类成员函数handleCmd_SETUP()处理客户端的SETUP请求。调用parseTransportHeader()对SETUP请求的传输头解析,调用子会话(这里具体实现类为OnDemandServerMediaSubsession)的getStreamParameters()函数获取流媒体发送传输参数。将这些参数组 装成响应消息,返回给客户端。客户端发送两个SETUP请求,分别用于建立音频和视频的RTP接收。4PLAY请求消息处理过程RTSPClientSession类成员函数handleCmd_PLAY()处理客户端的播放请求。首先调用子会话的startS
10、tream(),内 部调用MediaSink:startPlaying(),然后是 MultiFramedRTPSink:continuePlaying(),接着调用 MultiFramedRTPSink:buildAndSendPacket()。buildAndSendPacke内部先设置RTP包头, 内部再调用MultiFramedRTPSink:packFrame()填充编码帧数据。packFrame内部通过FramedSource:getNextFrame(), 接着MPEGVideoStreamFramer:doGetNextFrame(),再接着经过MPEGVideoStreamF
11、ramer:continueReadProcessing(),FramedSource:afterGetting(.), MultiFramedRTPSink:afterGettingFrame(.), MultiFramedRTPSink:afterGettingFrame1(.)等一系列繁琐调用,最后到了 MultiFramedRTPSink:sendPacketIfNecessary(), 这里才真正发送RTP数据包。然后是计算下一个数据包发送时间,把MultiFramedRTPSink:sendNext(.)函数句柄传给任务 调度器,作为一个延时事件调度。在主循环中,当MultiFra
12、medRTPSink:sendNext()被调度时,又开始调用 MultiFramedRTPSink:buildAndSendPacket(.)开始新的发送数据过程,这样客户端可以源源不断的收到服务器传 来的RTP包了。5TEARDOWN删除会话过程代码实现如下所示:else if (strcmp(extension, .264) = 0) NEW_SMS(H.264 Video); OutPacketBuffer:maxSize = ; / allow for some possibly large H.264 frames sms-addSubsession(H264VideoFileSe
13、rverMediaSubsession:createNew(env, reuseSource);sms-addSubsession(G729ServerMediaSubsession:createNew(env, reuseSource);/add by yezi3.2 H.264视频流化获取发送传输参数的过程:调用子会话(具体实现类H264VideoServerMediaSubsession)的 createNewStreamSource()创建H264liveSource视频数据源,选择发送传输参数,并调用子会话的createNewRTPSink()创建H264VideoRTPSink。同
14、时将这些信息保存在StreamState类对象中,用于记录流的状态。H.264视频实现相关类图如图3所示:图3 H.264视频实现类图H.264视频流解析过程如图4所示:图4 H.264视频流解析过程3.3 G.729音频编码与流化获取发送传输参数的过程:调用子会话(具体实现类G729AudioServerMediaSubsession)的 createNewStreamSource()创建G729AudioSource视频数据源,选择发送传输参数,并调用子会话的createNewRTPSink()创建SimpleRTPSink。同时将这些信息保存在StreamState类对象中,用于记录流的
15、状态。G.729音频实现相关类图如图5所示:图5 G.729音频实现类图G.729音频流解析过程如图6所示:图6 G.729音频流解析过程4 系统实现系统整体的类图结构如下所示:1. Medium2.RTSPServer2.RTSPOverHTTPServer2.MediaSession2.ServerMediaSession2. ServerMediaSubsession3. OnDemandServerMediaSubsession4. FileServerMediaSubsession5. H264VideoFileServerMediaSubsession4. G711ServerMediaSubsession2. MediaSource3. FramedSource4. H264VideoSource4.G711AudioSource2. MediaSink3.RTPSink4. MultiFramedRTPSink5. MPEG4GenericRTPSink5. VideoRTPSink6. H264VideoRTPSink5. SimpleRTPSink2.RTCPInstance2.RTSPClient4.1 RTSP会话管理参照 live555MediaServer.cp