RTP与RTCP协议介绍

RTP与RTCP协议介绍2011-02-27 51cto博客 zhangjunhd1．流媒体（ Streaming Media）

1.1流媒体概念

流媒体技术是网络技术和多媒体技术发展到一定阶段的产物。术语流媒体既可以指在网上传输连续时基媒体的流式技术,也可以指使用流式技术的连续时基媒体本身。在网上传输音频、视频等多媒体信息目前主要有两种方式:下载和流式传输。采用下载方式,用户需要先下载整个媒体文件,然后才能进行播放。由于网络带宽的限制,下载常常要花很长时间,所以这种处理方式延迟很大。而流媒体实现的关键技术是流式传输。传输之前首先对多媒体进行预处理（降低质量和高效压缩） ,然后使用缓存系统来保证数据连续正确地进行传输。使用流式传输方式,用户不必像采用下载方式那样要等到整个文件全部下载完毕,而是只需经过几秒到几十秒的启动延时即可在客户端进行播放和观看。此时媒体文件的剩余部分将在后台继续下载。与单纯的下载方式相比,这种对多媒体文件边下载边播放的流式传输方式不仅使启动延时大幅度地缩短,而且对系统缓存容量的需求也大大降低。使用流式传输的另一个好处是使传输那些事先不知道或无法知道大小的媒体数据（如网上直播、视频会议等）成为可能。

到目前为止,Internet 上使用较多的流式视频格式主要有以下三种:RealNetworks 公司的RealMedia ,Apple 公司的QuickTime 以及Microsoft 公司的Advanced Streaming Format （ASF）。

1.2支持流媒体的协议

多媒体应用的一个显著特点是数据量大,并且许多应用对实时性要求比较高。传统的TCP 协议是一个面向连接的协议,它的重传机制和拥塞控制机制都是不适用于实时多媒体传输的。RTP 是一个应用型的传输层协议,它并不提供任何传输可靠性的保证和流量的拥塞控制机制。RTP 位于UDP（User Datagram Protocol）之上。UDP 虽然没有TCP 那么可靠,并且无法保证实时业务的服务质量,需要RTCP 实时监控数据传输和服务质量。但是,由于UDP 的传输时延低于TCP ,能与音频和视频很好地配合。因此,在实际应用中,RTP/ RTCP/ UDP 用于音频/ 视频媒体,而TCP 用于数据和控制信令的传输。目前,支持流媒体传输的协议主要有实时传输协议RTP（ Real-Time Transport Protocol）、实时传输控制协议RTCP（Real-Time Transport Control Protocol）和实时流协议RTSP（Real-Time Streaming Protocol）等。下面分别对这三种协议作简要介绍。流媒体协议栈如图1 所示。

图1 流媒体协议栈

2．实时传输协议RTP（Real-Time Transport Protocol）：

RTP是针对Internet上多媒体数据流的一个传输协议, 由IETF（Internet工程任务组）作为RFC1889发布。RTP被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作，其目的是提供时间信息和实现流同步。RTP的典型应用建立在UDP上，但也可以在TCP或ATM等其他协议之上工作。RTP本身只保证实时数据的传输，并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，它依靠RTCP提供这些服务。

2.1 RTP工作机制

威胁多媒体数据传输的一个尖锐的问题就是不可预料数据到达时间。但是流媒体的传输是需要数据的适时的到达用以播放和回放。rtp协议就是提供了时间标签,序列号以及其它的结构用于控制适时数据的流放。在流的概念中”时间标签”是最重要的信息。发送端依照即时的采样在数据包里隐蔽的设置了时间标签。在接受端收到数据包后,就依照时间标签按照正确的速率恢复成原始的适时的数据。不同的媒体格式调时属性是不一样的。但是rtp本身并不负责同步，rtp只是传输层协议，为了简化运输层处理，提高该层的效率。将部分运输层协议功能（比如流量控制）上移到应用层完成。同步就是属于应用层协议完成的。它没有运输层协议的完整功能，不提供任何机制来保证实时地传输数据，不支持资源预留，也不保证服务质量。rtp报文甚至不包括长度和报文边界的描述。同时rtp协议的数据报文和控制报文的使用相邻的不同端口，这样大大提高了协议的灵活性和处理的简单性。

rtp协议和udp二者共同完成运输层协议功能。udp协议只是传输数据包，不管数据包传输的时间顺序。 rtp的协议数据单元是用udp分组来承载的。在承载rtp数据包的时候，有时候一帧数据被分割成几个包具有相同的时间标签，则可以知道时间标签并不是必须的。而udp的多路复用让rtp协议利用支持显式的多点投递，可以满足多媒体会话的需求。

rtp协议虽然是传输层协议但是它没有作为osi体系结构中单独的一层来实现。rtp协议通常根据一个具体的应用来提供服务，rtp只提供协议框架，开发者可以根据应用的具体要求对协议进行充分的扩展。