实时传输协议——RTP协议

àì夳堔傛蜴生んèń 2022-11-02 13:28 313阅读 0赞

随着以太网音视频桥接(AVB)技术的引入，汽车可支持各种基于音频、视频的流媒体服务。在流媒体数据传输过程中，为保障音视频流的实时传输，需采用RTP和RTCP协议。接下来，我们一起来了解下实时传输协议吧！

# **什么是RTP？** #

**RTP定义：**Real-time Transport Protocol，是由IETF的多媒体传输工作小组于1996年在RFC 1889中公布的。RTP为IP上的语音、图像等需要实时传输的多媒体数据提供端对端的传输服务，但本身无法保证服务质量（QoS），因此，需要配合实时传输控制协议（RTCP）一起使用。

**RTCP定义：**Real-time Transport Control Protocol，监控服务质量并传送会话参与者信息，服务器可利用RTCP数据包信息改变传输速率、负载数据类型。

# **RTP相关概念介绍** #

**流媒体：**使用流式传输技术的连续时基媒体。使用流式传输可以边下载边播放，无需等待音频或视频数据信息全部下载完成后再播放。

**混频器（Mixer）：**一种中间系统，将一个或多个源的RTP数据包合成一个新的RTP数据包，然后转发出去。混频器可能会改变数据包的数据格式，并对各个流组合的新数据包生成一个新SSRC。

![图片][5590b34be918938a50dd3aee93f696cb.png]

**转换器（Translator）：**一种中间系统，转发RTP数据包但不改变数据包的同步源标识符，可用于通过IP多播无法直接到达的用户区，如在防火墙两端使用转换器，外侧转换器通过安全连接将数据传输到内侧转换器。

![图片][a6d5144809a2f06f45a0aac94b717654.png]

RTP利用混频器和转换器完成实时数据传输，混频器接收来自一个或多个发送方的RTP数据包，并把它们组合成一个新的RTP数据包继续转发。这个组合数据包使用新的SSRC标识，组合数据包将作为新的发送方加入到RTP传输中。混频器将不同的媒体流组合在一起，需要通过转换器来对单个媒体流进行操作，可进行编码转换或协议翻译。典型的RTP数据包传输流程如下图所示，其中S1、S2、S3、S4是数据源的发送端，R4是RTP数据包的接收端。

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# **RTP工作原理** #

RTP和RTCP位于传输层，但运行在UDP协议之上。UDP协议实时性更好，可减少数据传输延时，另外，应用程序在UDP上运行RTP还可利用UDP的多路复用，校验和服务。

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RTCP向RTP会话中的所有成员周期性的发送控制包，RTCP使用和RTP数据包相同的传输机制。RTP会话使用合法的偶数端口（2n），对应的RTCP包使用下一个奇数端口（2n+1）。

![图片][938964dc1a2ed98cc12325ebdf27e206.png]

# **RTP报文分析** #

每帧RTP报文都是由头部（Header）和负载数据(Payload)两部分组成,头部前12个字节固定，存在于每一个RTP数据包中，最后的CSRC列表只在Mixer中使用。负载数据可以是音频数据或视频数据。

![图片][780aa9e67af219a69ac174b0363fdf28.png]

**RTP报头中V**（Version）\[2 bits\]：标识RTP版本，RFC3550规定设置为2

**P**（Padding）\[1 bit\]：设定报文末端的填充字节，设置为1时指示报文末端附加填充字节

**X**（Extension）\[ 1 bit\]：设定固定报头后的报文扩展，设置为1时固定报头后必须有扩展

**CC**（CSRC Count）\[4 bits\]：标识固定报头后的CSRC数量，最大值为15

**M**（Marker）\[1 bit\]：由配置文件（profile）定义，需根据具体用途解释意义，可用来标记流数据中的重要事件

**PT**（Payload Type）\[7 bits\]：标识数据类型，内容包含编码算法、媒体类型、时钟频率及承载通道

**序列号**（sequence number）\[16 bits\]：标识数据包序列号，用于接收方重构数据包序列并记录丢包量，序列号初始值是随机产生的，每发送一个RTP数据包，序列号加1

**时间戳**（timestamp）\[32 bits\]：标识RTP数据包中第一个字节的采样时间，时间戳初始值也是随机数，每个采样周期时间戳加1，接收端利用时间戳来去除由网络引起的数据包抖动，并且在接收端提供同步功能

**SSRC**（Synchronization Source）\[32 bits\]：同步源标识符用于标识RTP数据流的起源，在一个RTP会话中，每个数据流的SSRC都不同，同步源标识符的值是随机数

**CSRC** list(Contributing Source) \[N\*32 bits\]：贡献源列表用于标识此RTP数据包中数据来源，由混频器将所有贡献源的SSRC标识符放入此表中，数量N由CC决定，最大数量为15，因此，当数量N超过15时，仅识别15个

# **RTCP报文分析** #

RTP只负责传输数据包，需要与RTCP配合使用，由RTCP来保证RTP数据包的服务质量。RTCP的主要功能：服务质量的监控和反馈、媒体设备间的同步以及多播组中的成员标识。在RTP会话期间，各参与者周期性传送RTCP数据包，RTCP数据包中包含已发送的数据包数量、丢失的数据包数量等信息，各参与者通过这些信息动态改变传输速率或传输的数据类型。

RTCP可划分成五种类型，如下表所示：

![图片][c550a438c1976ac75888f3c46ea18075.png]

RTP和RTCP协作传输多媒体数据的流程图如下图所示，在一个RTP会话中有发送端和接收端，发送端将数据封装到RTP中发送，同时以一定的时间间隔周期性发送RTCP中的发送报告（SR），也收到接收端发过来的接收报告（RR）或从其他发送端发送过来的发送报告（SR）。接收端获取到RTP数据包后解析数据，取得应用数据，获取其他参与者发送的发送报告（SR），接收数据的同时通过发送接收报告（RR）将RTCP反馈信息发送出去。

![图片][5d79046a395f18069507d2f7abb5abbe.png]

以上就是今天的主要内容啦，往期小怿也介绍过各类汽车以太网协议，如果大家感兴趣可以通过下方链接进入阅读。如果想要了解更多汽车以太网知识，请持续关注我们呦！

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