流媒体传输协议系列之--RTSP协议详解

1. RTSP连接的建立过程

RTSPServer类用于构建一个RTSP服务器，该类同时在其内部定义了一个RTSPClientSession类，用于处理单独的客户会话。

首先创建RTSP服务器(具体实现类是DynamicRTSPServer)，在创建过程中，先建立Socket(ourSocket)在TCP的554端口进行监听，然后把连接处理函数句柄(RTSPServer::incomingConnectionHandler)和socket句柄传给任务调度器(taskScheduler)。

任务调度器把socket句柄放入后面select调用中用到的socket句柄集(fReadSet)中，同时将socket句柄和incomingConnectionHandler句柄关联起来。接着，主程序开始进入任务调度器的主循环（doEventLoop），在主循环中调用系统函数select阻塞，等待网络连接。

当RTSP客户端输入(rtsp://192.168.0.1/1.mpg)连接服务器时，select返回对应的socket，进而根据前面保存的对应关系，可找到对应处理函数句柄，这里就是前面提到的incomingConnectionHandler了。在incomingConnectionHandler中创建了RTSPClientSession，开始对这个客户端的会话进行处理。

2. DESCRIBE请求消息处理过程

RTSP服务器收到客户端的DESCRIBE请求后，根据请求URL(rtsp://192.168.0.1/1.mpg)，找到对应的流媒体资源，返回响应消息。live555中的ServerMediaSession类用来处理会话中描述，它包含多个（音频或视频）的子会话描述(ServerMediaSubsession)。

RTSP服务器收到客户端的连接请求，建立了RTSPClientSession类，处理单独的客户会话。在建立RTSPClientSession的过程中，将新建立的socket句柄（clientSocket）和RTSP请求处理函数句柄RTSPClientSession::incomingRequestHandler传给任务调度器，由任务调度器对两者进行一对一关联。

当客户端发出RTSP请求后，服务器主循环中的select调用返回，根据socket句柄找到对应的incomingRequestHandler，开始消息处理。先进行消息的解析，如果发现请求是DESCRIBE则进入handleCmd_DESCRIBE函数。根据客户端请求URL的后缀(如1.mpg),调用成员函数DynamicRTSPServer::lookupServerMediaSession查找对应的流媒体信息ServerMediaSession。如果ServerMediaSession不存在，但是本地存在1.mpg文件，则创建一个新的ServerMediaSession。在创建ServerMediaSession过程中，根据文件后缀.mpg，创建媒体MPEG-1or2的解复用器(MPEG1or2FileServerDemux)。再由MPEG1or2FileServerDemux创建一个子会话描述MPEG1or2DemuxedServerMediaSubsession。最后由ServerMediaSession完成组装响应消息中的SDP信息（SDP组装过程见下面的描述），然后将响应消息发给客户端，完成一次消息交互。

SDP消息组装过程：

ServerMediaSession负责产生会话公共描述信息，子会话描述由MPEG1or2DemuxedServerMediaSubsession产生。 MPEG1or2DemuxedServerMediaSubsession在其父类成员函数OnDemandServerMediaSubsession::sdpLines()中生成会话描述信息。在sdpLines()实现里面，创建一个虚构(dummy)的FramedSource(具体实现类为MPEG1or2AudioStreamFramer和MPEG1or2VideoStreamFramer)和RTPSink（具体实现类为MPEG1or2AudioRTPSink和MPEG1or2VideoRTPSink），最后调用setSDPLinesFromRTPSink(...)成员函数生成子会话描述。

Live555库是一个使用开放标准协议如RTP/RTCP、RTSP、SIP等实现多媒体流式传输的开源C 库集。这些函数库可以在Unix、Windows、QNX等操作系统下编译使用，基于此建立RTSP/SIP服务器和客户端来实现多媒体流的传输。下面给出具体实现过程^[4]：

（1）客户端发起RTSP OPTION请求，目的是得到服务器提供什么方法。RTSP提供的方法一般包括OPTIONS、DESCRIBE、SETUP、TEARDOWN、PLAY、PAUSE、SCALE、GET_PARAMETER。

（2）服务器对RTSP OPTION回应，服务器实现什么方法就回应哪些方法。在此系统中，我们只对DESCRIBE、SETUP、TEARDOWN、PLAY、PAUSE方法做了实现。

（3）客户端发起RTSP DESCRIBE请求，服务器收到的信息主要有媒体的名字，解码类型，视频分辨率等描述，目的是为了从服务器那里得到会话描述信息（SDP）。

（4）服务器对RTSP DESCRIBE响应，发送必要的媒体参数，在传输H.264文件时，主要包括SPS/PPS、媒体名、传输协议等信息。

（5）客户端发起RTSP SETUP请求，目的是请求会话建立并准备传输。请求信息主要包括传输协议和客户端端口号。

（6）服务器对RTSP SETUP响应，发出相应服务器端的端口号和会话标识符。

（7）客户端发出了RTSP PLAY的请求，目的是请求播放视频流。

（8）服务器对RTSP PLAY响应，响应的消息包括会话标识符，RTP包的序列号，时间戳。此时服务器对H264视频流封装打包进行传输。

（9）客户端发出RTSP TEARDOWN请求，目的是关闭连接，终止传输。

（10）服务器关闭连接，停止传输。

3. SETUP请求消息处理过程

RTSPClientSession类用于处理单独的客户会话。其类成员函数handleCmd_SETUP()处理客户端的SETUP请求。调用parseTransportHeader()对SETUP请求的传输头解析，调用子会话(这里具体实现类为OnDemandServerMediaSubsession)的getStreamParameters()函数获取流媒体发送传输参数。将这些参数组装成响应消息，返回给客户端。

获取发送传输参数的过程：调用子会话(具体实现类MPEG1or2DemuxedServerMediaSubsession)的createNewStreamSource(...)创建MPEG1or2VideoStreamFramer，选择发送传输参数，并调用子会话的createNewRTPSink(...)创建MPEG1or2VideoRTPSink。同时将这些信息保存在StreamState类对象中，用于记录流的状态。

客户端发送两个SETUP请求，分别用于建立音频和视频的RTP接收。

4. PLAY请求消息处理过程

RTSPClientSession类成员函数handleCmd_PLAY()处理客户端的播放请求。首先调用子会话的startStream(),内部调用MediaSink::startPlaying(...)，然后是MultiFramedRTPSink::continuePlaying()，接着调用MultiFramedRTPSink::buildAndSendPacket(...)。buildAndSendPacke内部先设置RTP包头，内部再调用MultiFramedRTPSink::packFrame()填充编码帧数据。

packFrame内部通过FramedSource::getNextFrame(), 接着MPEGVideoStreamFramer::doGetNextFrame()，再接着经过MPEGVideoStreamFramer::continueReadProcessing()， FramedSource::afterGetting(...), MultiFramedRTPSink::afterGettingFrame(...), MultiFramedRTPSink::afterGettingFrame1(...)等一系列繁琐调用，最后到了MultiFramedRTPSink::sendPacketIfNecessary(), 这里才真正发送RTP数据包。然后是计算下一个数据包发送时间，把MultiFramedRTPSink::sendNext(...)函数句柄传给任务调度器，作为一个延时事件调度。在主循环中，当MultiFramedRTPSink::sendNext()被调度时，又开始调用MultiFramedRTPSink::buildAndSendPacket(...)开始新的发送数据过程，这样客户端可以源源不断的收到服务器传来的RTP包了。

发送RTP数据包的间隔计算方法：

Update the time at which the next packet should be sent, based on the duration of the frame that we just packed into it.

http://blog.sina.com.cn/s/blog_450e44880100mfiu.html

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