RTSP(实时流传输协议)协议介绍

一、RTSP(实时流传输协议)协议介绍

RTSP（Real Time Streaming Protocol），RFC2326，实时流传输协议，是TCP/IP协议体系中的一个应用层协议，由哥伦比亚大学、网景和RealNetworks公司提交的IETF RFC标准。该协议定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。RTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或UDP完成数据传输。HTTP与RTSP相比，HTTP请求由客户机发出，服务器作出响应；使用RTSP时，客户机和服务器都可以发出请求，即RTSP可以是双向的。RTSP是用来控制声音或影像的多媒体串流协议，并允许同时多个串流需求控制，传输时所用的网络通讯协定并不在其定义的范围内，服务器端可以自行选择使用TCP或UDP来传送串流内容，它的语法和运作跟HTTP 1.1类似，但并不特别强调时间同步，所以比较能容忍网络延迟。而前面提到的允许同时多个串流需求控制（Multicast），除了可以降低服务器端的网络用量，更进而支持多方视讯会议（Video Conference）。因为与HTTP1.1的运作方式相似，所以代理服务器〈Proxy〉的快取功能〈Cache〉也同样适用于RTSP，并因RTSP具有重新导向功能，可视实际负载情况来转换提供服务的服务器，以避免过大的负载集中于同一服务器而造成延迟。

该协议用于C/S模型，是一个基于文本的协议，用于在客户端和服务器端建立和协商实时流会话。

实时流协议（RTSP）是应用级协议，控制实时数据的发送。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。数据源包括现场数据与存储在剪辑中数据。该协议目的在于控制多个数据发送连接，为选择发送通道，如UDP、组播UDP与TCP，提供途径，并为选择基于RTP上发送机制提供方法。

实时流协议（RTSP）建立并控制一个或几个时间同步的连续流媒体。尽管连续媒体流与控制流交换是可能的，通常它本身并不发送连续流。换言之，RTSP充当多媒体服务器的网络远程控制。RTSP连接没有绑定到传输层连接，如TCP。在RTSP连接期间，RTSP用户可打开或关闭多个对服务器的可传输连接以发出RTSP请求。此外，可使用无连接传输协议，如UDP。RTSP流控制的流可能用到RTP，但RTSP操作并不依赖用于携带连续媒体的传输机制。

协议支持的操作如下：

(1) 从媒体服务器上检索媒体：用户可通过HTTP或其它方法提交一个演示描述。如演示是组播，演示式就包含用于连续媒体的的组播地址和端口。如演示仅通过单播发送给用户，用户为了安全应提供目的地址。
(2) 媒体服务器邀请进入会议：媒体服务器可被邀请参加正进行的会议，或回放媒体，或记录其中一部分，或全部。这种模式在分布式教育应用上很有用，会议中几方可轮流按远程控制按钮。
(3) 将媒体加到现成讲座中：如服务器告诉用户可获得附加媒体内容，对现场讲座显得尤其有用。如HTTP/1.1中类似，RTSP请求可由代理、通道与缓存处理。

二、RTSP协议特点

(1) 可扩展性：新方法和参数很容易加入RTSP。
(2) 易解析：RTSP可由标准HTTP或MIME解析器解析。
(3) 安全：RTSP使用网页安全机制。
(4) 独立于传输：RTSP可使用不可靠数据报协议（EDP）、可靠数据报协议（RDP）；如要实现应用级可靠，可使用可靠流协议。
(5) 多服务器支持：每个流可放在不同服务器上，用户端自动与不同服务器建立几个并发控制连接，媒体同步在传输层执行。
(6) 记录设备控制：协议可控制记录和回放设备。
(7) 流控与会议开始分离：仅要求会议初始化协议提供，或可用来创建惟一会议标识号。特殊情况下，可用SIP或H.323来邀请服务器入会。
(8) 适合专业应用：通过SMPTE时标，RTSP支持帧级精度，允许远程数字编辑。
(9) 演示描述中立：协议没强加特殊演示或元文件，可传送所用格式类型；然而，演示描述至少必须包括一个RTSP URL。
(10) 代理与防火墙友好：协议可由应用和传输层防火墙处理。防火墙需要理解SETUP方法，为UDP媒体流打开一个“缺口”。
(11) HTTP友好：此处，RTSP明智地采用HTTP观念，使现在结构都可重用。结构包括Internet内容选择平台（PICS）。由于在大多数情况下控制连续媒体需要服务器状态，RTSP不仅仅向HTFP添加方法。
(12) 适当的服务器控制：如用户启动一个流，必须也可以停止一个流。
(13) 传输协调：实际处理连续媒体流前，用户可协调传输方法。
(14) 性能协调：如基本特征无效，必须有一些清理机制让用户决定哪种方法没生效。这允许用户提出适合的用户界面。

三、RTSP协议参数

1．RTSP版本
H.321采用，用RTSP代替HTTP。

2．RTSPURL
“rksp”和“rtspu”方案用于指RTSP协议使用的网络资源，为RTSP URL定义方案特定的语法和语义。

3．会议标识
会议标识对RTSP来说是模糊的，采用标准URI编码方法编码，可包含任何八位组数值。会议标识必须全局惟一。

4．连接标识
连接标识是长度不确定的字符串，必须随机选择，至少要8个八位组长，使其很难被猜出。

5．SMPTE相关时标
SMPTE相关时标表示相对剪辑开始的时间，相关时标表示成SMPTE时间代码，精确到帧级。时间代码格式为小时：分钟：秒：帧。缺省smpte格式是”SMPTE 30″，帧速率为每秒29.97帧。其他SMPTE代码可选择使用smpte时间获得支持（如”SMPIE 25″)。时间数值中帧段值可从0到29。每秒30与29.97帧的差别可将每分钟的头两帧丢掉来实现。如帧值为零，就可删除。

6．正常播放时间
正常播放时间（NPT）表示相对演示开始的流绝对位置。时标由十进制分数组成。左边部分用秒或小时、分钟、秒表示；小数点右边部分表示秒的部分。演示的开始对应0.0秒，负数没有定义。特殊常数定义成现场事件的当前时刻，这也许只用于现场事件。直观上，NPT是联系观看者与程序的时钟，通常以数字式显示在VCR上。

7．绝对时间
绝对时间表示成ISO 8601时标，采用UTC(GMT）。

8．可选标签
可选标签是用于指定RTSP新可选项的惟一标记。这些标记用在请求和代理-请求头段。当登记新RTSP选项时，需提供下列信息：
（1）名称和描述选项。名称长度不限，但不应该多于20个字符。名称不能包括空格、控制字符。
（2）表明谁改变选项的控制。如IETF，ISO，ITU-T，或其他国际标准团体、联盟或公司。
（3）深入描述的参考，如RFC、论文、专利、技术报告、文档源码和计算机手册。
（4）对专用选项，附上联系方式。

四、RTSP操作模式

每个演示和媒体流可用RTSP URL识别。演示组成的整个演示与媒体属性由演示描述文件定义。使用HTTP或其他途径用户可获得这个文件，它没有必要保存在媒体服务器上。为了说明这个问题，假设演示描述了多个演示，其中每个演示维持了一个公共时间轴。为简化说明，且不失一般性，假定演示描述的确包含这样一个演示。演示可包含多个媒体流。除媒体参数外，网络目标地址和端口也需要决定。

下面区分几种操作模式。

(1）单播：用户选择的端口号将媒体发送到RTSP请求源。
(2）服务器选择地址多播：媒体服务器选择多播地址和端口，这是现场直播或准点播常用的方式。
(3）用户选择地址多播：如服务器加入正在进行的多播会议，多播地址、端口和密钥由会议描述给出。

五、RTSP状态

RTSP控制通过单独协议发送的数据流，与控制通道无关。例如，RTSP控制可通过TCP连接，而数据流通过UDP。因此，即使媒体服务器没有收到请求，数据也会继续发送。在连接生命期，单个媒体流可通过不同TCP连接顺序发出请求来控制。所以，服务器需要维持能联系流与RTSP请求的连接状态。RTSP中很多方法与状态无关，但下列方法在定义服务器流资源的分配与应用上起着重要的作用：

(1) SETUP：让服务器给流分配资源，启动RTSP连接。
(2) PLAY与RECORD：启动SETUP分配流的数据传输。
(3) PAUSE：临时停止流，而不释放服务器资源。
(4) TEARDOWN：释放流的资源，RTSP连接停止。

标识状态的RTSP方法使用连接头段识别RTSP连接，为响应SETUP请求，服务器连接产生连接标识。