RTP/RTCP/RTSP/SIP/SDP 概述

1. RTP
Real-time Transport Protocol,是用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输层协议。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IP电话产业的技术基础。RTP协议和RTP控制协议RTCP一起使用,而且它是建立在UDP协议上的。RTP 本身并没有提供按时发送机制或其它服务质量(QoS)保证,它依赖于网络应用程序去实现这一过程。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。

2. RTCP
实时传输控制协议(Real-time Transport Control Protocol或RTP Control Protocol或简写RTCP)是实时传输协议(RTP)的一个姐妹协议。RTCP为RTP媒体流提供信道外(out-of-band)控制。RTCP本身并不传输数据,但和RTP一起协作将多媒体数据打包和发送。RTCP定期在流多媒体会话参加者之间传输控制数据。RTCP的主要功能是为RTP所提供的服务质量(Quality of Service)提供反馈。

RTCP收集相关媒体连接的统计信息,例如:传输字节数,传输分组数,丢失分组数,jitter,单向和双向网络延迟等等。网络应用程序可以利用RTCP所提供的信息试图提高服务质量,比如限制信息流量或改用压缩比较小的编解码器。RTCP本身不提供数据加密或身份认证。SRTCP可以用于此类用途。

3. SRTP & SRTCP
安全实时传输协议(Secure Real-time Transport Protocol或SRTP)是在实时传输协议(Real-time Transport Protocol或RTP)基础上所定义的一个协议,旨在为单播和多播应用程序中的实时传输协议的数据提供加密、消息认证、完整性保证和重放保护。它是由David Oran(思科)和Rolf Blom(爱立信)开发的,并最早由IETF于2004年3月作为RFC 3711发布。

由于实时传输协议和可以被用来控制实时传输协议的实时传输控制协议(RTP Control Protocol或RTCP)有着紧密的联系,安全实时传输协议同样也有一个伴生协议,它被称为安全实时传输控制协议(Secure RTCP或SRTCP)。安全实时传输控制协议为实时传输控制协议提供类似的与安全有关的特性,就像安全实时传输协议为实时传输协议提供的那些一样。

在使用实时传输协议或实时传输控制协议时,使不使用安全实时传输协议或安全实时传输控制协议是可选的;但即使使用了安全实时传输协议或安全实时传输控制协议,所有它们提供的特性(如加密和认证)也都是可选的,这些特性可以被独立地使用或禁用。唯一的例外是在使用安全实时传输控制协议时,必须要用到其消息认证特性。

4. RTSP
RTSP(Real Time Streaming Protocol)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。

5. RTSP 和RTP的关系

6. SIP
SIP会话使用多达四个主要组件:SIP用户代理、SIP注册服务器、SIP代理服务器和SIP重定向服务器。这些系统通过传输包括了SDP 协议(用于定义消息的内容和特点)的消息来完成SIP会话。下面概括性地介绍各个 SIP 组件及其在此过程中的作用。

(1)SIP 用户代理 (UA) 是终端用户设备,如用于创建和管理 SIP 会话的移动电话、多媒体手持设备、PC、PDA 等。用户代理客户机发出消息。用户代理服务器对消息进行响应。

(2)SIP 注册服务器是包含域中所有用户代理的位置的数据库。在 SIP 通信中,这些服务器会检索参与方的 IP 地址和其他相关信息,并将其发送到 SIP 代理服务器。

(3)SIP 代理服务器接受 SIP UA 的会话请求并查询 SIP 注册服务器,获取收件方 UA 的地址信息。然后,它将会话邀请信息直接转发给收件方 UA(如果它位于同一域中)或代理服务器(如果 UA 位于另一域中)。

(4)SIP 重定向服务器允许 SIP 代理服务器将 SIP 会话邀请信息定向到外部域。SIP 重定向服务器可以与 SIP 注册服务器和 SIP 代理服务器同在一个硬件上。下面是一个典型的SIP会话:

以下几个情景说明 SIP 组件之间如何进行协调以在同一域和不同域中的 UA 之间建立 SIP 会话。

(1)在同一域中建立 SIP 会话

下图说明了在预订同一个 ISP 从而使用同一域的两个用户之间建立 SIP 会话的过程。用户 A 使用 SIP 电话。用户 B 有一台 PC,运行支持语音和视频的软客户程序。加电后,两个用户都在 ISP 网络中的 SIP 代理服务器上注册了他们的空闲情况和 IP 地址。用户 A 发起此呼叫,告诉 SIP 代理服务器要联系用户 B。然后,SIP 代理服务器向 SIP 注册服务器发出请求,要求提供用户 B 的 IP 地址,并收到用户 B 的 IP 地址。SIP 代理服务器转发用户 A 与用户 B 进行通信的邀请信息(使用 SDP),包括用户 A 要使用的媒体。用户 B 通知 SIP 代理服务器可以接受用户 A 的邀请,且已做好接收消息的准备。SIP 代理服务器将此消息传达给用户 A,从而建立 SIP 会话。然后,用户创建一个点到点 RTP 连接,实现用户间的交互通信。

(2)在不同的域中建立 SIP 会话

本情景与第一种情景的不同之处如下。用户 A 邀请正在使用多媒体手持设备的用户 B 进行 SIP 会话时,域 A 中的 SIP 代理服务器辨别出用户 B 不在同一域中。然后,SIP 代理服务器在 SIP 重定向服务器上查询用户 B 的 IP 地址。SIP 重定向服务器既可在域 A 中,也可在域 B 中,也可既在域 A 中又在域 B 中。SIP 重定向服务器将用户 B 的联系信息反馈给 SIP 代理服务器,该服务器再将 SIP 会话邀请信息转发给域 B 中的 SIP 代理服务器。域 B 中的 SIP 代理服务器将用户 A 的邀请信息发送给用户 B。用户 B 再沿邀请信息经由的同一路径转发接受邀请的信息。

7. SDP
SDP用于描述多媒体通信会话,包括会话建立、会话请求和参数协商。SDP不用于传输媒体数据,只能用于两个通信终端的参数协商,包括媒体类型、格式以及所有其他和会话相关的属性。SDP以字符串的形式描述上述初始化参数。

就如同它们的名字所表示的那样,SIP用于初始化一个Session,并负责传输SDP包;而SDP包中描述了一个Session中包含哪些媒体数据,邀请的人等等;当需要被邀请的人都通过各自的终端设备被通知到后,就可以使用RTSP来控制特定Media的通信,比如RTSP控制信息要求开始Video的播放,那么就开始使用RTP(或者TCP)实时传输数据,在传输过程中,RTCP要负责QoS等。