RTP和RTCP協(xié)議原理市公開課一等獎省賽課獲獎?wù)n件

RTP和RTCP協(xié)議原理HCNP-VCIHVCP視頻會議協(xié)議原理Version:V1.0(0608)RTP和RTCP協(xié)議原理第1頁前言RTP是由1996年IETF（Internet

Engineering

Task

Force）AVT（Audio/Video

Transport）提出，并作為RFC1889公布。后續(xù)IETF在公布RFC3550中又新增添了RTCP等很多相關(guān)內(nèi)容。RTP和RTCP協(xié)議原理第2頁目標(biāo)學(xué)習(xí)完此課程，您將會：了解RTP/RTCP基本原理掌握RTP/RTCP報文格式掌握RTP/RTCP應(yīng)用RTP和RTCP協(xié)議原理第3頁

第1章RTP/RTCP概述第2章RTP/RTCP報文格式第3章RTP/RTCP應(yīng)用內(nèi)容介紹RTP和RTCP協(xié)議原理第4頁內(nèi)容介紹

第1章RTP/RTCP概述1.1RTP/RTCP介紹1.2RTP/RTCP功效1.3RTP工作原理RTP和RTCP協(xié)議原理第5頁1.1RTP/RTCP介紹--多媒體服務(wù)多媒體服務(wù)特點:

實時性

信息量大音視頻同時RTP和RTCP協(xié)議原理第6頁1.1RTP/RTCP介紹--必要性音視頻同步服務(wù)質(zhì)量實時傳輸多媒體服務(wù)中業(yè)務(wù)需求：RTP:實時數(shù)據(jù)報文傳輸RTCP:監(jiān)測RTP會話服務(wù)質(zhì)量處理方法RTP和RTCP協(xié)議原理第7頁1.1RTP/RTCP介紹--概念RTP和RTCP獨立于傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層，RFC3550文檔包含了以下兩個緊密相關(guān)部分：RTP(Real-timeTransportProtocol)：是針對多媒體數(shù)據(jù)流傳輸協(xié)議,由IETF(Internet工程任務(wù)組)作為RFC1889公布，現(xiàn)普通都采取后續(xù)版本RFC3550。RTCP(Real-timeTransportControlProtocol)：實時傳輸控制協(xié)議，提供服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控以及傳遞媒體會話中參加者信息，由RTCP由RFC3550定義。RTP和RTCP協(xié)議原理第8頁內(nèi)容介紹

第1章RTP/RTCP概述1.1RTP/RTCP介紹1.2RTP/RTCP功效1.3RTP工作原理RTP和RTCP協(xié)議原理第9頁1.2RTP功效RTP在VoIP中作用為：1）實時傳輸媒體信息2）消除抖動3）排序4）預(yù)防丟包5）在一定場所下能夠傳輸DTMF信號，信號音和信令RTP和RTCP協(xié)議原理第10頁1.2RTCP功效RTCP報文封裝在UDP中進行傳輸，作用以下:質(zhì)量反饋傳輸層標(biāo)識（CNAME）給參加者發(fā)送RTCP控制報文最小會話控制消息（可選）RCTP端口號=RTP端口號+1RTP和RTCP協(xié)議原理第11頁1.2RTCP功效默認RTP/RTCP端口為：5004和5005。不過RTP/RTCP端口都是能夠協(xié)商，以下列圖所表示，10500端口用于RTP而10501端口用于RTCP。RTP端口號為10500RTCP端口號為10501RTPRTCPRTP和RTCP協(xié)議原理第12頁內(nèi)容介紹

第1章RTP/RTCP概述1.1RTP/RTCP介紹1.2RTP/RTCP功效1.3RTP工作原理RTP和RTCP協(xié)議原理第13頁1.3RTP工作原理RTP提供帶有實時特征端對端數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。RTP運行在UDP之上，每一個RTP報文封裝在一個UDP數(shù)據(jù)報之中。RTP在Internet中位置應(yīng)用層RTPUDPIP數(shù)據(jù)鏈路層物理層RTP和RTCP協(xié)議原理第14頁1.3RTP工作原理比如：雙方進行視頻會議通話，這個時候產(chǎn)生語音流A和視頻流V，能夠看到二者之間利用RTP中負載Payload進行封裝傳輸，RTP流中包含語音流A和視頻流V。RTP和RTCP協(xié)議原理第15頁本章小結(jié)RTP/RTCP概述RTP/RTCP介紹

RTP/RTCP功效

RTP工作原理RTP和RTCP協(xié)議原理第16頁第1章RTP/RTCP概述第2章RTP/RTCP報文格式第3章RTP/RTCP應(yīng)用內(nèi)容介紹RTP和RTCP協(xié)議原理第17頁內(nèi)容介紹

第2章RTP/RTCP報文格式2.1RTP報文格式2.2RTCP報文格式RTP和RTCP協(xié)議原理第18頁2.1RTP數(shù)報文格式RTP是由IETF作為RFC1889公布數(shù)據(jù)協(xié)議，負責(zé)對流媒體數(shù)據(jù)進行封包并實現(xiàn)媒體流實時傳輸。每一個RTP數(shù)據(jù)報都由頭部（Header）和負載（Payload）兩個部分組成。其中頭部前12個字節(jié)含義是固定，而負載則能夠是音頻或者視頻數(shù)據(jù)。RTP和RTCP協(xié)議原理第19頁2.1RTP報文格式(1)以下是RTP數(shù)據(jù)報文格式：RTP和RTCP協(xié)議原理第20頁2.1RTP報文格式(2)域名長度（bit）含義Version（V）2定義了RTP版本，此協(xié)議定義版本是2。Padding（P）1假如填充位被設(shè)置為1，則一個或多個附加字節(jié)會加在包頭最終，附加最終一個字節(jié)放置附加字節(jié)數(shù)。填充可能用于一些含有固定長度加密算法，或者在底層數(shù)據(jù)單元中傳輸多個RTP包。Extension（X）1假如設(shè)置為1，固定頭（僅）后面跟隨一個頭擴展。CSRCcount（CC）4定義本頭部包含CSRC源數(shù)目。Marker（M）1由詳細協(xié)議要求。它用來允許在比特流中標(biāo)識主要事件，如幀范圍。Payloadtype（PT）7定義RTP負載類型。其中比較主要幾個域及其意義以下：RTP和RTCP協(xié)議原理第21頁2.1RTP報文格式(3)域名長度（bit）含義Sequence

number序列號16序列號初始值是隨機，每發(fā)送一個RTP數(shù)據(jù)包，序列號遞增。接收端依據(jù)它檢測丟包和重建數(shù)據(jù)包。Timestamp時間標(biāo)志32反應(yīng)了RTP數(shù)據(jù)包中第一個比特抽樣瞬間。抽樣瞬間精度必須滿足同時需求，方便進行同時和抖動計算。時間標(biāo)志起始值是隨機，以后隨依據(jù)報文數(shù)據(jù)大小遞增。SSRC同時源標(biāo)識32用于識別RTP報文發(fā)送者。標(biāo)識符被隨機生成，以使在同一個RTP會話期中沒有任何兩個同時源有相同SSRC識別符。盡管多個源選擇同一個SSRC識別符概率很低，全部RTP實現(xiàn)工具都必須準備檢測和解決沖突。若一個源改變本身源傳輸?shù)刂罚仨氝x擇新SSRC識別符，以防止被看成一個環(huán)路源。CSRC列表0-4800到15項，每項32比特CSRC列表識別在此包中負載有貢獻源。識別符數(shù)目在CC域中給定。若有貢獻源多于15個，僅識別15個。CSRC識別符由混合器插入，用有貢獻源SSRC識別符。比如語音包，混合產(chǎn)生新包全部源SSRC標(biāo)識符都被陳列，以期在接收機處正確指示交談?wù)?。其中比較主要幾個域及其意義以下：RTP和RTCP協(xié)議原理第22頁2.1RTP報文格式--報文分析RTP和RTCP協(xié)議原理第23頁內(nèi)容介紹第2章RTP/RTCP報文格式2.1RTP報文格式2.2RTCP報文格式RTP和RTCP協(xié)議原理第24頁2.2RTCP報文格式--報文類型在RTP規(guī)范（RFC3550）中，一共定義了5種RTCP匯報用來匯報當(dāng)前控制信息：PacketType值分組類型描述200SR（Senderreport）發(fā)送方匯報201RR（Receiverreport）接收方匯報202SDES（Sourcedescription）源描述匯報203BYE（Goodbye）離開會話204APP（Application-defined）應(yīng)用定義RTP和RTCP協(xié)議原理第25頁2.2RTCP報文格式(1)RTCP5種匯報：RR，SR，SDES，BYE和APP。他們使用共同結(jié)構(gòu)，不過在一些詳細地方有一些不一樣。以下是RTCP報文基本結(jié)構(gòu)：RTP和RTCP協(xié)議原理第26頁2.2RTCP報文格式(2)其中比較主要幾個域及其意義以下：域名長度（bit）含義Version（V）2定義了RTP版本，此協(xié)議定義版本是2。Padding（P）1假如填充位被設(shè)置為1，則一個或多個附加字節(jié)會加在包頭最終，附加最終一個字節(jié)放置附加字節(jié)數(shù)。填充可能用于一些含有固定長度加密算法，或者在底層數(shù)據(jù)單元中傳輸多個RTP包。Itemcount（IC）5有些RTCP分組類型包含多個條目（item），IC用來計算有多少個條目。因為IC只有5個比特，所以最多31個item。假如需要item超出31個，那么應(yīng)用實現(xiàn)必須包含多個RTCP分組。假如IC為0表示空item列表。分組假如不需要item列表，那么能夠把IC字段用于其它目標(biāo)。Packettype（PT）8PT標(biāo)識了分組中攜帶消息類型。在RTP標(biāo)準中定義了5種類型：RR，SR，SDES，BYE和APP。Length（M）16分組長度，以4bytes為單位，所以意味著RTCP分組必須是4字節(jié)對齊。該長度不包含32bites固定頭，也就是說length為0也是合理，說明只有4字節(jié)頭部（這種情況IC也是0）。RTP和RTCP協(xié)議原理第27頁282.2RTCP報文格式--SR報文格式(1)為了補充接收者匯報，RTP協(xié)議還要求了最近發(fā)送數(shù)據(jù)參加者發(fā)送SR，該匯報提供了發(fā)送媒體一些信息。主要用于接收端同時多媒體流，如語音和視頻流。RTP和RTCP協(xié)議原理第28頁2.2RTCP報文格式--SR報文格式(2)其中域及其意義以下：域名長度（bit）含義NTP

timestamp6464bites，無符號整數(shù)。指出了該匯報發(fā)出時時間。該時間戳高32bites以NTP格式表示，從191月1日開始計數(shù)，以秒為單位。低32bites表示秒后面小數(shù)。假如需要轉(zhuǎn)化Unix時間到NTP時間，在Unix時間加上2,208,988,800即可。RTP

timestamp/RTP時間戳以RTP媒體流時鐘為單位，這個值通常不等于前面分組數(shù)據(jù)RTP時間戳，因為時間會流逝。Sender'spacketcount/表示這個同時源從這個會話開始到現(xiàn)在（發(fā)出RTCP報文時）發(fā)出數(shù)據(jù)分組個數(shù)。Sender'soctetcount/表示同時源從這個會話開始到現(xiàn)在（發(fā)出RTCP報文時）發(fā)出全部數(shù)據(jù)分組字節(jié)數(shù)。假如發(fā)送者改變了SSRC，那么sender'spacketcount和sender'soctetcount被會被重置。RTP和RTCP協(xié)議原理第29頁2.2RTCP報文格式--SR報文實例以下是SR報文實例:RTP和RTCP協(xié)議原理第30頁2.2RTCP報文格式--RR報文格式(1)RTCP經(jīng)過RR能夠很好地確保傳輸質(zhì)量，每個接收數(shù)據(jù)參加者都要發(fā)出RR。RTP和RTCP協(xié)議原理第31頁2.2RTCP報文格式--RR報文格式(2)其中域及其意義以下：域名長度(bit)含義ReporteeSSRC（接收者同時源）32占用32bites，表示這個匯報反饋給誰，也就是誰適合接收這個匯報。Lossfraction（丟包率）8占用8bites，定義為這個匯報周期丟失分組除以期待分組數(shù)量。Cumulativenumberofpacketslost（丟包數(shù)量）2424bites帶符號整形，累計丟失包個數(shù)。計算方法是：期待接收分組數(shù)目-實際接收分組數(shù)目。所謂期待分組數(shù)目是這么定義：最終一個分組序列號－初始化分組序列號。Extendedhighestsequencenumber（擴展高位序列號）32占用32bites，低16bites取值為當(dāng)前收到RTP報文序列號，高16bites是擴展位，用于標(biāo)識序列號周期計數(shù)。Interarrivaljitter（抖動評定）32占用32bites，數(shù)據(jù)分組傳輸統(tǒng)計評定值，用于評定網(wǎng)絡(luò)抖動情況。表示方式和時間戳相同。Lastsenderreport(LSR)32占用32bites，等于從reportee最近接收到SR分組64bitsNTP格式時間戳中間32bites，假如沒有接收到SR分組，那么LSR置0。Delaysincelastsenderreport(DLSR)表示接收到最近SR到發(fā)出這個匯報時延，單位是1/65,536秒。假如沒有接收到SR，DLSR置0。RTP和RTCP協(xié)議原理第32頁2.2RTCP報文格式--RR報文實例以下是RR報文實例RTP和RTCP協(xié)議原理第33頁2.2RTCP報文格式--SDES報文格式(1)RTCP還能夠經(jīng)過傳輸SDES來詳細描述源，如標(biāo)識和一些輔助信息（地理位置，電話號碼以及Email地址等信息）。普通來說SDES數(shù)據(jù)由用戶輸入，顯示在應(yīng)用圖形界面上。RTP和RTCP協(xié)議原理第34頁2.2RTCP報文格式--SDES報文格式(2)普通來說SDES列表（listofSDESitems）以被描述源SSRC開始。跟隨一個或者多個描述項，描述項格式以下列圖：假如描述項type＝1，那么該描述稱為CNAMEitem，為每個參加者提供了規(guī)范名（canonicalname）。這個規(guī)范名是穩(wěn)固永久標(biāo)識，獨立于同時源標(biāo)識。CNAME能同時用于一個參加者多個會話。CNAME是唯一一個強制實現(xiàn)SDESitem，全部實現(xiàn)必須實現(xiàn)該描述。RTP和RTCP協(xié)議原理第35頁2.2RTCP報文格式--SDES報文實例以下分別是SR和RRSDES報文實例SRSDES報文案例RRSDES報文案例RTP和RTCP協(xié)議原理第36頁2.2RTCP報文格式--BYE報文格式(1)RTCP協(xié)議能夠經(jīng)過BYE分組進行自由組員控制，RTCPBYE標(biāo)識離開會話組員，或者組員改變SSRC。BYE分組可能在傳輸中丟失，而且應(yīng)用實現(xiàn)不會再次產(chǎn)生BYE分組。所以接收者應(yīng)該準備好對一些用戶超時，而且沒有接收到BYE分組。RTP和RTCP協(xié)議原理第37頁2.2RTCP報文格式--BYE報文實例以下是BYE報文實例RTP和RTCP協(xié)議原理第38頁2.2RTCP報文格式--APP報文格式APP數(shù)據(jù)報文允許應(yīng)用定義擴展。APP分組用來進行一些非標(biāo)準RTCP擴展，或者進行一些新特征試驗，等到試驗成熟，就能夠注冊成一個新類型。應(yīng)用實現(xiàn)對不認識APP應(yīng)該給予忽略。RTP和RTCP協(xié)議原理第39頁2.2RTCP報文格式--APP匯報實例Application-definedpacketname使用4個字符標(biāo)識符，唯一標(biāo)識這個擴展。每個字符使用ASCII編碼格式，區(qū)分大小寫。RTP和RTCP協(xié)議原理第40頁本章小結(jié)RTP/RTCP報文格式RTP報文格式RTCP報文格式RTP和RTCP協(xié)議原理第41頁第1章RTP/RTCP概述

第2章RTP/RTCP報文格式第3章RTP/RTCP應(yīng)用內(nèi)容介紹RTP和RTCP協(xié)議原理第42頁內(nèi)容介紹

第3章RTP/RTCP應(yīng)用3.1RTP應(yīng)用3.2RTCP應(yīng)用RTP和RTCP協(xié)議原理第43頁443.1RTP應(yīng)用--相關(guān)協(xié)議RTP和RTCP協(xié)議原理第44頁3G手機3.1RTP應(yīng)用--H.323實體H.323：實現(xiàn)分組交換網(wǎng)上多媒體會議擴展后支持IP電話H.323包含四個組成部分：終端：Endpoint網(wǎng)關(guān)：Gateway關(guān)守：Gatekeeper多點控制單元：MCUMCU網(wǎng)關(guān)/VIGGKPSTN/GSM/CDMA/3GPSTN電話標(biāo)清終端高標(biāo)清會議室型終端IP/ISDN/E1RTP和RTCP協(xié)議原理第45頁3.1RTP應(yīng)用--基于H.323組網(wǎng)架構(gòu)MCU多點控制單元Gateway網(wǎng)關(guān)TerminalH.323終端Gatekeeper網(wǎng)守H.323H.323H.323H.323RTP和RTCP協(xié)議原理第46頁473.1RTP應(yīng)用--H.323協(xié)議棧RTP和RTCP協(xié)議原理第47頁3.1RTP應(yīng)用--H.323呼叫過程GK終端A終端BARQACFSetupARQACFCallProceedingAlertingConnectcapabilitiesexchangemaster-slavedeterminationOpenLogicalChannelEndSessionCommandEndSessionCommandRealseCompleteDRQDCFDRQDCFRAS

MessageCallSignalingMessageH.245messageRTP/RTCPTalkingTalkingRTP和RTCP協(xié)議原理第48頁3.1RTP應(yīng)用--SIPSIP（SessionInitiationProtocol）是應(yīng)用層控制協(xié)議。SIP被