基于android手机实时监控ipcam视频之一：RTSP

我以前做过一个这样的项目，基于android实现手机实时监控ipcam，ipcam厂商提供控件，该控件安装以后，在IE上面输入ipcam的ip地址，就可以实时查看ipcam的图像，这实时视频是通过HTTP协议来实现，HTTP的缺点是延时大，带宽消耗大，不能实时查看高分辨率的视频，优点是实现简单，基于TCP的传输机制能保证系统的稳定性。但ipcam同时也支持RTSP的方式来传输视频流，RTSP的优点是能保证较低的延时和带宽，缺点是RTSP协议需要自己来实现，RTSP协议是用RTP协议来传输流媒体，因此在网络带宽不好的情况下，会有丢包，抖动的现象。

目前在windows上RTSP支持的比较多，但在android上，android支持RTSP，但只限于有限的媒体格式，而且还支持文件播放形式。在我们的项目中，是要实时监控ipcam的视频流，要求支持H.264 MPEG4，因此决定自己实现一套这样的软件。

RTSP协议采用live555，软解码采用ffmpeg，框架采用mediastream2。我们先来了解一下RTSP协议。

RTSP协议栈分客户端和服务端，客户端请求视频流，双方约定一些参数信息，然后服务端就发送视频流发送到客户端指定的接收端口。服务端是通过RTP协议打包媒体流到客户端，客户端相应地要进行RTP解析才能播放，因此RTSP协议上是一个会话控制协议，媒体播放是基于RTP协议，网络拥塞控制也是基于RTP协议里面的RTCP来实现的，如下图所示：

RTSP控制分组是通过TCP协议来传输的，首先客户端要创建一个与服务端的TCP连接，也称会话。接下来的信令交互都在这个会话上来进行。RTSP是通过报文的传输来交互的

RTSP有两类报文：请求报文和响应报文。请求报文是指从客户向服务器发送请求报文，响应报文是指从服务器到客户的回答。

由于 RTSP 是面向正文的(text-oriented)，因此在报文中的每一个字段都是一些 ASCII 码串，因而每个字段的长度都是不确定的。

RTSP报文由三部分组成，即开始行、首部行和实体主体。在请求报文中，开始行就是请求行，RTSP请求报文的结构如图2所示。

图2 RTSP请求报文的结构

RTSP请求报文的方法包括：OPTIONS、DESCRIBE、SETUP、TEARDOWN、PLAY、PAUSE、GET_PARAMETER和SET_PARAMETER。RTSP请求报文的常用方法及作用如表1所示。

表1 RTSP请求报文的常用方法及作用

方法	作用
OPTIONS	获得服务器提供的可用方法
DESCRIBE	得到会话描述信息
SETUP	客户端提醒服务器建立会话，并确定传输模式
TEARDOWN	客户端发起关闭请求
PLAY	客户端发送播放请求

响应报文的开始行是状态行，RTSP响应报文的结构如图3所示。

图3 RTSP响应报文的结构

1.3. RTSP交互过程

C表示RTSP客户端，S表示RTSP服务端

① C->S: OPTION request //询问S有哪些方法可用

S->C: OPTION response //S回应信息中包括提供的所有可用方法

② C->S: DESCRIBE request //要求得到S提供的媒体初始化描述信息

S->C: DESCRIBE response //S回应媒体初始化描述信息，主要是sdp

③ C->S: SETUP request //设置会话属性，以及传输模式，提醒S建立会话

S->C: SETUP response //S建立会话，返回会话标识符及会话相关信息

④ C->S: PLAY request //C请求播放

S->C: PLAY response //S回应请求信息

S->C: 发送流媒体数据

⑤ C->S: TEARDOWN request //C请求关闭会话

S->C: TEARDOWN response //S回应请求

上述的过程是标准的RTSP流程，其中第3步和第4步是必需的。

我们要注意的是，在第2步中，服务端返回的SDP信息非常重要，客户端通过这个SDP来获取服务端媒体信息，比如编码方式（决定了客户端采用何种解码器），RTP的payload（决定如何接收RTP包），音频的采样率，以及mepg4编码和H.264编码的一些额外信息（比如config字段，pps和sps字段）。在第3步中，发送setup报文，要带上端口号，这个端口号是客户端创建的用于接收服务端媒体流的端口，因此客户端需要将此端口号告诉服务端，服务端才能将媒体流发送到该端口，客户端才能正确接收，对于RTP over tcp的情况，情况就不一样了，媒体流会在会话里面进行传输，因为客户端与服务端已经创建了一条TCP连接，在这个连接里面既要完成信令的交互，也要完成媒体传输，因此在setup报文里要带上是否是RTP over UDP和RTP over TCP的标示。另外，在SDP里面定义了几个媒体，就要发送几个setup报文。比如SDP里面有一路video和一路audio，则要分别向video和audio发送setup请求。

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