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原创

音视频基础知识---协议相关RTP RTMP HLS

2023-06-08 09:20:08
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RTP(Real-time Transport Protocol)实时传输协议

RTP是用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议。RTP由两个紧密链接部分组成:RTP----传送具有实时属性的数据;RTCP控制协议(RTCP)----监控服务质量并传送正在进行的会话参与者的相关信息。

RTP协议是建立在UDP协议上的。RTP协议详细说明了在互联网上传递音频和视频的标准数据包格式。RTP协议常用于流媒体系统(配合RTCP协议)、视频会议。和一键通(Push to Talk)系统(配合H.323或SIP),使它成为了IP电话产业的技术基础。

实时传输协议(RTP)为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务,如在组播单播网络服务下的交互式视频音频或模拟数据。应用程序通常在 UDP 上运行 RTP 以便使用其多路结点和校验服务;这两种协议都提供了传输层协议的功能。但是 RTP 可以与其它适合的底层网络或传输协议一起使用。如果底层网络提供组播方式,那么 RTP 可以使用该组播表传输数据到多个目的地。
 
RTP 本身并没有提供按时发送机制或其它服务质量(QoS)保证,它依赖于底层服务去实现这一过程。 RTP 并不保证传送或防止无序传送,也不确定底层网络的可靠性。 RTP 实行有序传送, RTP 中的序列号允许接收方重组发送方的包序列,同时序列号也能用于决定适当的包位置,例如:在视频解码中,就不需要顺序解码。

 

RTCP(Real-time Transport Control Protocol)实时传输控制协议

对于实时多媒体流应用,及时传送信息是首要目标,为达到目标可以忍受部分丢包。例如,在音频应用中的一个丢包,可能导致损失音频数据中的一秒内容,这个很容易通过合适的隐藏算法掩盖过去,从而不被人注意。由于TCP更注重可靠性而不是及时性,在RTP应用中很少使用。取而代之,大部分RTP实施是基于UDP的。
 
每一个多媒体流会建立一个RTP会话。一个会话包含带有RTP和RTCP端口号的IP地址。例如,音频和视频流使用分开的RTP会话,这样用户可以选择其中一个媒体流。形成会话的端口由其他协议(例如RTSP和SIP)来协商。RTP和RTCP使用UDP端口1024 - 65535。

通常RTCP会采用与RTP相同的分发机制,向会话中的所有成员周期性地发送控制信息,应用程序通过接收这些数据,从中获取会话参与者的相关资料,以及网络状况、分组丢失概率等反馈信息,从而能够对服务质量进行控制或者对网络状况进行诊断。

 


RTMP(Real Time Messaging Protocol)实时消息传输协议

RTMP协议是Real Time Message Protocol(实时信息传输协议)的缩写,它是由Adobe公司提出的一种应用层的协议,用来解决多媒体数据传输流的多路复用(Multiplexing)和分包(packetizing)的问题。

RTMP协议有三个分支,第一种是工作在TCP协议上的明文传输,它使用的端口是1935;第二种是RTMPT,RTMPT被封装在HTTP请求之中,可以穿越防火墙进行传输;第三种是RTMPS,它也是封装在HTTP之中,不过与RTMPT不同的是,它使用HTTPS安全连接,可以保证传输的安全。本文介绍的是第一种分支。

RTMP协议是要靠底层可靠的传输层协议(通常是TCP)来保证信息传输的可靠性的,默认使用端口1935。在基于传输层协议的链接建立完成后,RTMP协议也要客户端和服务器通过“握手”来建立基于传输层链接之上的RTMP Connection链接。RTMP Connection成功后会传输一些控制信息,如CreateStream命令会创建一个Stream链接,用于传输具体的音视频数据和控制这些信息传输的命令信息。

RTMP协议中基本的数据单元称为消息(Message),即封装、解封装都是以Message为单位进行操作。当RTMP协议在互联网中传输数据的时候,为了更好地实现多路复用、分包和信息的公平性,发送端会把Message划分为带有Message ID的Chunk,每个Chunk可能是一个单独的Message,也可能是Message的一部分,在接受端会根据chunk中包含的data的长度,message id和message的长度把chunk还原成完整的Message,从而实现信息的收发。


HLS (HTTP Live Streaming)

HTTP Live Streaming(HLS)是苹果公司实现的基于HTTP的流媒体传输协议,可实现流媒体的直播和点播,主要应用于iOS系统。HLS点播是分段HTTP点播,不同在于它的分段非常小。要实现HLS点播,重点在于对媒体文件分段,目前有不少开源工具可以使用。

相对于常见的流媒体直播协议,HLS直播最大的不同在于,直播客户端获取到的并不是一个完整的数据流。HLS(HTTP Live Streaming) 把整个流分成一个个小的基于 HTTP 的文件来下载,每次只下载一些。HLS 协议由三部分组成:HTTP、M3U8、TS。这三部分中,HTTP 是传输协议,M3U8 是索引文件,TS 是音视频的媒体信息。

HLS是以点播的技术方式实现直播。由于数据通过HTTP协议传输,所以完全不用考虑防火墙或者代理的问题,而且分段文件的时长很短,客户端可以很快的选择和切换码率,以适应不同带宽条件下的播放。HLS的这种技术特点,决定了它的延迟一般总是会高于普通的流媒体直播协议。

 

直播应用中,RTMP和HLS可以基本支持各类客户端需求,

HLS延时比较大,RTMP主要优势在于延时低。

 

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陈****宏
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RTP(Real-time Transport Protocol)实时传输协议

RTP是用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议。RTP由两个紧密链接部分组成:RTP----传送具有实时属性的数据;RTCP控制协议(RTCP)----监控服务质量并传送正在进行的会话参与者的相关信息。

RTP协议是建立在UDP协议上的。RTP协议详细说明了在互联网上传递音频和视频的标准数据包格式。RTP协议常用于流媒体系统(配合RTCP协议)、视频会议。和一键通(Push to Talk)系统(配合H.323或SIP),使它成为了IP电话产业的技术基础。

实时传输协议(RTP)为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务,如在组播单播网络服务下的交互式视频音频或模拟数据。应用程序通常在 UDP 上运行 RTP 以便使用其多路结点和校验服务;这两种协议都提供了传输层协议的功能。但是 RTP 可以与其它适合的底层网络或传输协议一起使用。如果底层网络提供组播方式,那么 RTP 可以使用该组播表传输数据到多个目的地。
 
RTP 本身并没有提供按时发送机制或其它服务质量(QoS)保证,它依赖于底层服务去实现这一过程。 RTP 并不保证传送或防止无序传送,也不确定底层网络的可靠性。 RTP 实行有序传送, RTP 中的序列号允许接收方重组发送方的包序列,同时序列号也能用于决定适当的包位置,例如:在视频解码中,就不需要顺序解码。

 

RTCP(Real-time Transport Control Protocol)实时传输控制协议

对于实时多媒体流应用,及时传送信息是首要目标,为达到目标可以忍受部分丢包。例如,在音频应用中的一个丢包,可能导致损失音频数据中的一秒内容,这个很容易通过合适的隐藏算法掩盖过去,从而不被人注意。由于TCP更注重可靠性而不是及时性,在RTP应用中很少使用。取而代之,大部分RTP实施是基于UDP的。
 
每一个多媒体流会建立一个RTP会话。一个会话包含带有RTP和RTCP端口号的IP地址。例如,音频和视频流使用分开的RTP会话,这样用户可以选择其中一个媒体流。形成会话的端口由其他协议(例如RTSP和SIP)来协商。RTP和RTCP使用UDP端口1024 - 65535。

通常RTCP会采用与RTP相同的分发机制,向会话中的所有成员周期性地发送控制信息,应用程序通过接收这些数据,从中获取会话参与者的相关资料,以及网络状况、分组丢失概率等反馈信息,从而能够对服务质量进行控制或者对网络状况进行诊断。

 


RTMP(Real Time Messaging Protocol)实时消息传输协议

RTMP协议是Real Time Message Protocol(实时信息传输协议)的缩写,它是由Adobe公司提出的一种应用层的协议,用来解决多媒体数据传输流的多路复用(Multiplexing)和分包(packetizing)的问题。

RTMP协议有三个分支,第一种是工作在TCP协议上的明文传输,它使用的端口是1935;第二种是RTMPT,RTMPT被封装在HTTP请求之中,可以穿越防火墙进行传输;第三种是RTMPS,它也是封装在HTTP之中,不过与RTMPT不同的是,它使用HTTPS安全连接,可以保证传输的安全。本文介绍的是第一种分支。

RTMP协议是要靠底层可靠的传输层协议(通常是TCP)来保证信息传输的可靠性的,默认使用端口1935。在基于传输层协议的链接建立完成后,RTMP协议也要客户端和服务器通过“握手”来建立基于传输层链接之上的RTMP Connection链接。RTMP Connection成功后会传输一些控制信息,如CreateStream命令会创建一个Stream链接,用于传输具体的音视频数据和控制这些信息传输的命令信息。

RTMP协议中基本的数据单元称为消息(Message),即封装、解封装都是以Message为单位进行操作。当RTMP协议在互联网中传输数据的时候,为了更好地实现多路复用、分包和信息的公平性,发送端会把Message划分为带有Message ID的Chunk,每个Chunk可能是一个单独的Message,也可能是Message的一部分,在接受端会根据chunk中包含的data的长度,message id和message的长度把chunk还原成完整的Message,从而实现信息的收发。


HLS (HTTP Live Streaming)

HTTP Live Streaming(HLS)是苹果公司实现的基于HTTP的流媒体传输协议,可实现流媒体的直播和点播,主要应用于iOS系统。HLS点播是分段HTTP点播,不同在于它的分段非常小。要实现HLS点播,重点在于对媒体文件分段,目前有不少开源工具可以使用。

相对于常见的流媒体直播协议,HLS直播最大的不同在于,直播客户端获取到的并不是一个完整的数据流。HLS(HTTP Live Streaming) 把整个流分成一个个小的基于 HTTP 的文件来下载,每次只下载一些。HLS 协议由三部分组成:HTTP、M3U8、TS。这三部分中,HTTP 是传输协议,M3U8 是索引文件,TS 是音视频的媒体信息。

HLS是以点播的技术方式实现直播。由于数据通过HTTP协议传输,所以完全不用考虑防火墙或者代理的问题,而且分段文件的时长很短,客户端可以很快的选择和切换码率,以适应不同带宽条件下的播放。HLS的这种技术特点,决定了它的延迟一般总是会高于普通的流媒体直播协议。

 

直播应用中,RTMP和HLS可以基本支持各类客户端需求,

HLS延时比较大,RTMP主要优势在于延时低。

 

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