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1、RFC1889协议 中文概要简介n本PPT为计算机网络第9小组学习 RFC1889,即RTP/RTCP协议后深感流媒体 方面资料欠缺，英语文档对学习效率造成 较大影响后，根据小组成员的学习心得， 由组长整理并翻译的原协议中文概要。希 望能为将来学习流媒体相关知识的同学提 供一些帮助。n本PPT按原协议目录顺序编写，可对照学 习，如有翻译和理解不当之处，尽可见仁 见智。摘要n这份文档描述了RTP这份实时传输协议。RTP 提供了端到端的传输功能，通过多播或单播的 方式，适合于传输如音频、视频等实时数据。 RTP并不保证服务质量，也没有提供资源预留 。传输的数据通过控制协议RTCP的补充来实现 乃至
2、大规模多播传输方式下的监视功能。并通 过RTCP提供一些控制和识别流的功能。RTP和 RTCP被设计成独立于传输和网络层。这份协议 支持使用RTP层的混流服务器(MIXER)和译流 服务器(TRANSLATOR)。1.介绍nRTP通常和UDP，同时也可以和其他协议 共用来实现传输实时数据，如果下层网络 允许的话，支持目的地为多个地址的多播 传输。nRTP并不保证服务质量而主要靠下层协议 的支持，所以每个包都有一个顺序号使接 受方能按序重建数据。nRTP原先被设计用于多方参加的多媒体会 议，但也可以用于如交互模拟等其他应用 。n对于特定的应用，RTP协议是可扩展的。 所以RTP协议只是一个框架，
3、并且有意被 定义为如此。在实际应用时，RTP协议的 包头可以被修改来得到所需的功能，而不 是像传统协议那样靠不断修改并使其统一 来变得更完善。n正因为上述原因，使用RTP协议时，一般 需要两种伴随文档：1.配置文档（profile specification document ）n定义传输负载类型编码和与实际负载类型格式 的对应关系。对于特定的应用，还定义了对于 RTP所应做的扩展和修改。2.负载格式规范文档（payload format specification documents）n定义了特定格式编码的音、视频文件如何在RTP 协议中传输。2.一些RTP应用实例2.1 简单的音频会议n通
4、过IP多播方式建立的一个会议，每个参 与者通过某些分配机制（不在本协议讨论 范围中）得到一个组地址和2个端口号， 一个端口号用来传送RTP数据，即音频数 据，另一个用来传输RTCP控制数据。如 果需要加密，可根据本协议第9章内容生 成密钥。n会议的每个参与者每隔20ms发送一段音 频数据，放在RTP包中。RTP包又通过 UDP包传输。RTP包头中定义了音频文件 的编码方式，以便参与者改变自己的编码 方式以适应网络传输（如编码质量低以适 应低带宽传输）。nINTERNET会产生丢包和延迟，所以RTP 包头中包含了时间信息和一个序号，序号 可以用来使接受方预测丢包的情况。n在本例中，由于会议不时有
5、成员加入或离 开，所以每个接受方会每隔一段时间报告 一次接受情况。这个信息有可能被用来控 制编码方式以适应带宽。当某个成员发出 BYE的RTCP包时，该成员离开该会议。2.2 音频、视频会议n音频、视频信息通过不同的RTP会话（ session）传输，即二者是分开传输的。同 时对于每一个传输，都有2个端口用来传 送RTP数据和RTCP控制信息。n这样做的目的是因为接受者可能由于带宽 限制，只够接受音频数据，或他只想接受 一种数据。在5.2中可得到这方面的详细 信息。2.3 混流服务器(MIXER)和 译流服务器(TRANSLATOR)n顾名思义，混流就是把多个进入的流信息 混合输出为一个流，一
6、个应用就是适应不 同带宽的需要。n译流服务器就是把入流经过转化变成另一 种形式的流传出，一个应用是防火墙有可 能阻止某些端口的IP包，而经过转换的IP 包可顺利通过。混流服务器(MIXER)和译流 服务器（TRANSLATOR)在第7 章中有详细介绍，建议先阅读那 部分文档以对其有个全面了解。3. 定义nRTP负载（RTP PAYLOAD)：RTP包中传输的数据，比如音频数据和压 缩了的视频数据。nRTP 包 （RTP PACKET):由RTP包头（HEADER), 组成源服务器（ CSRC）列表（见下）和传输数据构成。 一般来说一个下层协议如UDP的包中仅包 含一个RTP包，但也可以通过封装
7、方式包 含几个RTP包。nRTCP 包（RTCP PACKET):一个包含控制信息的包，同样由包头和后 面结构化的数据组成，结构化的数据根据 RTCP包的类型不同而有所不同（详见第6 章）。典型的，RTCP包的传输是把几个 包放在一起组成一个下层协议的包来传输 的。n端口 （PORT):即传统意义上网络的端口。n传输地址（TRANSPORT ADDRESS):由地址和端口号组成，如一个IP地址和 UDP端口。数据由传送方地址传到接收方 地址。nRTP会话 （RTP SESSION):多个参与者通过RTP协议通信，这就形成 了一个RTP会话。对于每个参与者来说， RTP会话被一个地址和一对端口号
8、定义。 在多媒体会话中，不同的流建立不同的 RTP会话（如：音频的会话，视频的会话 ）。每种不同的会话都有自己的RTCP包 。不同的会话靠不同的传输地址来区分。n同步化源（SYNCHRONIZATION SOURCE）：即SSRC，可理解为信号的源头，如一个麦克风 输入或一个摄像头输入，在整个会话中有一个 独一无二的标识符。从它输出的信号都经过它 的同步处理，以使接受方能实现对源的控制， 如回放功能。若一个服务器有多个输入，如多 个摄像头信号，那么每个摄像头都有一个SSRC 。SSRC标识符靠RTCP绑定。n供流源（CONTRIBUTING SOURCE ）：即CSRC，经由混流服务器（MIX
9、ER)输出的一个 流通常由多个分流汇成，每个分流都有一个供 流源。（详见第8章）n终端系统（END SYSTEM):一个能产生（也可以接受）需要传输的 RTP包的进程。在一个会话中可以由一个 或几个同步化源组成，但通常仅由一个组 成。n混流服务器（MIXER):从一个或多个源接受信息，然后可能对数 据类型作适当修改，混合接受流，产生一 个新数据流的实体。从其产生的数据流的 SSRC受到修改，把混流服务器的SSRC作 为新的同步化源标识符。n译流服务器（TRANSLATOR）:有输入流，也有输出流，不改变输入流的SSRC ，这点与MIXER不同。举几个例子：转换流的编 码，但不混合输入流的程序；
10、将多播转换为多 个单播的程序；应用层上的防火墙过滤器。n监控器（MONITOR):通过接受网络上会话的参与者发送的RTCP控制 包，做预测服务质量，诊断错误原因等工作。 可以由建立RTP会话的应用程序提供，也可能由 第三方行使此功能，如ISP服务商等。n非RTP方式（NON-RTP MEANS):作为RTP的补充。在诸如分发会议多播IP 和加密密钥时，可能用到其他协议和机制 。在RTP负载的类型未确定时，需要通过 其他方式来传递RTP头中负载类型标识和 相应的负载类型规范文档的映射关系。4.字节顺序对齐方式时间格式字节顺序n所有的整数字节按所谓的“BIG-ENDIAN” 顺序排列，即，高位字节
11、权重大对齐方式n按数据自身的长度对齐，无法对齐的地方 以0填充。（请参看协议，此仅为个人意 见）时间格式n时间的表示按照互联网时间协议（NETWORK TIME PROTOCOL),即NTP定义。 n表示时间的变量类型为64位无符号长整数。将 1900年1月1日0点作为原点，以秒为单位，变量 的前32位表示整数部分，后32位表示小数部分 。n在有些格式中为了节省空间，仅用中间32位来 表示时间，前16位为整数，后16位为小数。5.RTP数据传输协议5.1 RTP 头部字段n格式如下：n前12个字节是每个RTP头都有的，CSRC字段只 有当MIXER插入时才产生。字段定义nversion (V)
12、: 2 bitsRTP版本号。npadding (P): 1 bit置1时表明末尾有非数据的填充字段。所 有填充字段的最后一个字节为填充字段长 度。填充字段常被用于需加密的场合。nextension (X): 1 bit此位若置1，则在标准的头部字段后还有 扩展的字段，其定义见5.3.1nCSRC count (CC): 4 bitsCSRC列表的项数nmarker (M): 1 bit由配置文件定义，用于特定的应用程序。npayload type (PT): 7 bits负载数据类型编号，具体格式定义在 PAYLOAD FORMAT SPECIFICATION文件 中。nsequence n
13、umber: 16 bits每发送一个RTP包，该项加1，其初始数 值随机产生，以防止别人破译加密。ntimestamp: 32 bits该项用于时间同步计算和抖动控制，其精 度必须足以满足上述两项要求。时钟频率 与负载类型有关，2者同时定义在 PAYLOAD FORMAT SPECIFICATION文件 中。其初始值随机。nSSRC: 32 bits同步化源标识符，即此RTP包的发出者（ 个人理解）。因为一个RTP会话中不能有 2个相同的SSRC ，所以当发送者传输地址 改变时此值需重新生成，以防止形成循环 。nCSRC list: 0 to 15 items, 32 bits each字段
14、头中CSRC COUNT项给出了该项中 ITEM的数量。当包通过MIXER时由MIXER将原来包中的 SSRC标识符作为CSRC插入，而将MIXER 自己的SSRC作为新的SSRC项。5.2 RTP会话的多路传输nRTP协议中，多路传输的目标地址由定义 RTP会话的网络地址端口号确定。n音、视频传输不能定义在同一个RTP会话 中，因为负载类型不同而SSRC标识符相 同会引起一系列的问题。（详细问题请参 考原文档）5.3 配置文档（profile-specific document）n对于一些常用的功能来说，RTP协议是足 够的。但在一些特殊的应用场合，可能需 要在RTP包头后面加上一些扩展定义
15、来满 足需求。5.1中的MARKER和PAYLOAD TYPE字段就可以与接下来要讨论的配置文 档一起提供所需的额外信息。n如果对上述字段的特定值在很多场合都行 使同样的功能的话，则可将其加入协议， 作为标准确立5.3.1 RTP头的扩展n扩展定义通常仅用于实验或者个别的场合。n如果RTP头中的X字段置1，则在RTP头部的 CSRC列表后（如果有这个列表的话），产生一 个16位的DEFINED BY PROFILE字段和一个16位 的LENTH字段。前者由特定的配置文件定义， 后者的值为LENGTH字段后扩展定义位所需字节 数，其长度不包括LENGTH和DEFINED BY PROFILE所占
16、的4个字节。所以长度0也是允许 的，虽然这样并没什么意义。扩展头格式：6. RTP传输协议之RTCPnRTCP协议基于每隔一段时间给会话的所 有参与者发送一些控制包的机制。下层协 议必须支持数据和控制包的多路传输。比 如通过UDP协议发送数据到多个端口。RTCP协议的四个主要功能1.提供数据分布服务质量的反馈。这是 RTP作为传输协议必不可少的部分。同时 也与别的协议中拥塞和流量控制功能有关 。反馈功能主要通过“接受者报告”和“发送 者报告”实现（详见6.3）。在某些时候， 第三方也可以通过RTCP包实现对网络的 监控。RTCP协议的四个主要功能2.RTCP包中携带着RTP源的永久标识符信 息存放为CNAME（canonical name）项。 在会话中的RTP源有可能因为SSRC冲突或 者因为程序重启而重新生成一个SSRC， 但它的CNAME是不变的，这样就可以追踪 会话的每个参与者。RTCP协议的四个主要功能3. 前2个功能均要求会议的参与者发送RTCP 包。所以，发送速率应该得到控制以适应 有大规模参与者的RTP会话。每个参与者 必须可以独立地知道会话的参与
