RTP和RTCP协议分析与应用.doc

RTP和RTCP协议分析与应用 P RTP和和P RTCP协议分析与应用目录前言11流媒体31.1流媒体简介31.2流媒体传输的基本原理31.3流媒体传输的方法41.3.1顺序流传输41.3.2实时流传输41.4RTSP协议42MPEG-4标准介绍62.1MPEG系列标准62.2MPEG-4简介62.2.1MPEG-4的组成62.2.2MPEG-4的功能特点73RTP和RTCP协议分析93.1RTP和RTCP协议简介93.2RTP协议93.2.1RTP协议的组成93.2.2RTP协议的结构93.2.3RTP协议的功能113.2.4RTP协议的工作原理113.2.5RTP协议的特点123.3RTCP协议123.3.1RTCP的组成123.3.2RTCP数据报的类型123.3.3RTCP协议的功能133.3.4RTCP协议的工作原理134流媒体编程154.1C+介绍154.2程序自动维护工具make154.2.1make介绍154.2.2makefile文件介绍164.2.3makefile文件的简单使用164.3Linux下C/C+开发工具介绍174.4Linux下C/C+的编译方法184.5gdb符号调试器简介204.6Linux编程常见问题214.7环境搭建214.81个简单的RTP包发送程序的实现225高效流媒体服务器的方案设计与实现275.1流媒体服务器的组成275.2流媒体服务器的基本功能和服务方式275.2.1流媒体服务器的基本功能275.2.2流媒体服务器的服务方式285.3流媒体服务器设计与实现295.3.1流媒体服务器协议栈的设计295.3.2基于RTP的MPEG-4的视频传输模型的实现305.3.3MPEG-4传输的软件实现315.3.4端到端传输的实现375.3.5MPEG-4传输速率的反馈控制385.3.6服务器的算法385.3.7流媒体服务器实现中应注意的问题396结论416.1论文总结416.2个人总结416.3展望41参考文献42致谢43图表目录图1流媒体传输的基本原理图4图2RTP头部格式10图3RTP与各种网络协议的关系12图4流媒体服务器的基本功能28图5流媒体服务协议栈30图6用UDP封装RTP31图7基于RTP的MPEG-4的视频传输模型32图8MPEG-4传输的流程图33图9端对端传输的1般流程图38表1RTP域简介10表2RTCP数据报的类型13表3流媒体服务器的服务方式28RTP和RTCP协议分析与应用摘要随着互联网的飞速发展，如何通过Inter来传输有相应服务质量(QoS)的流媒体文件1直成为1个值得关注的问题。 为了满足QoS、实时性等需求，出现了实时传输协议（RTP）、实时传输控制协议（RTCP）和实时流协议（RTSP）等流媒体协议。 首先，论文详细介绍了流媒体技术和MPEG-4编码标准以及RTP、RTCP和RTSP协议的功能、原理、结构、特点。 然后阐述了Linux环境下流媒体编程的方法，并实现了基于RTP协议的代码编写与测试。 最后详细论述了1个基于Linux平台、RTP协议的高效流媒体服务器的设计原理、设计思想及具体的实现过程，对在设计过程中涉及到的关键算法及重要作业流程作了具体分析。 关键词MPEG-4；流媒体；RTP/RTCP；RTSP；Linux TheAnalysisandApplicationofRTPandRTCPAbstract:WiththerapiddevelopmentoftheInter,howtotransmittheflow-mediafileswithrelevantQualityofService(QoS)throughInterhasalwaysbeeanissueworthytobeconcerned.InordertomeetthedemandsofQoSandrealtime,Real-timeTransportProtocol(RTP),Real-timeTransportControlProtocol(RTCP),Real-timeStreamingProtocol(RTSP)andotherflow-mediaprotocolsappear.Firstly,thispaperparticularlyintroducesflow-mediatechnologyandtheencodestandardofMPEG-4aswellasthefunctionandprinciple,structure,characteristicoftheRTP,RTCPandRTSP.Thenexpoundsthemethodofprogrammingwithflow-mediaundertheLinuxcircumstanceandcarriesoutthecodepilingandtestingbasedontheRTP.Finally,thepaperelaboratesthedesignprincipleandideaabouttheRTPSefficientflow-mediaserveranditsspecificprocessbasedonLinuxplatform.Moreover,itanalysesthekeyalgorithmandimportanttaskflowinvolvedinthedesignprocessconcretely.Keywords:MPEG-4;Flow-media;RTP/RTCP;RTSP;Linux前言21世纪是信息社会，伴随着Inter的迅猛发展，各种信息资源极大丰富，人们对于实时、高效、信息量大、内容丰富的多媒体通信的需求越来越大。 多媒体通信的1个显著特点是数据量大，并且许多应用对实时性都有较高的要求。 实时性是下1代网络应用的1个重要发展方向，它要求传输的延时小、丢包率低。 实时性应用的这些特点决定了本身受重传机制、拥塞控制机制等限制的TCP协议不适合用来传输实时多媒体数据。 为了满足实时性需求，出现了实时传输协议（RTP）、实时传输控制协议（RTCP）和实时流协议（RTSP）等流媒体协议。 随着数字视音频、网络技术的进1步发展，人们已经不满足于在网络上只收发电子邮件这样的文本传输，提出了在互联网上有效实时地传输多媒体信息的新要求。 而网络上的多媒体通信应用和数据通信应用有比较大的差别，多媒体应用要求客户端播放声音和图像时要流畅、声音与图像同步等，对网络的延时和带宽要求很高。 流媒体(flow-media)就是为适应多媒体在Inter/Intra中的应用与发展而产生的。 如今，流媒体已经成为下1代网络应用的重要发展方向。 应用流媒体实现视频实时通信具有重大的现实意义和实用价值。 流媒体是指在网络中使用流式传输技术的连续时基媒体，如视频、音频等。 新1代视频压缩技术MPEG-4的出现正是适应了流媒体应用的发展，事实上正在逐渐成为流媒体通信的标准。 它建立在几种成功的技术上，如数字视频、计算机图形以及，旨在提供1个制作、发布和播放多媒体内容的综合平台。 MPEG-4第1次提出了视频对象的概念，相对于传统的块压缩技术，它具有前所未有的灵活性和高效性，不仅可以用于未来的交互式视频服务需求，同时也兼容于传统方式视频的存储和传输，它无疑是网络视频压缩技术的优先选择。 MPEG-4标准以其高压缩率、高质量、低传输率成为目前和下1代网上多媒体传输的主要格式和标准，目前对MPEG-4的传输应用刚刚开始。 除了传统的流媒体软件公司RealNetworks，Microsoft，Apple公司外，CISCO，Philips等公司也投入巨资角逐MPEG-4的流式传输应用。 国内对这方面的研究还处在起步阶段，因此抓紧时间和抓住机遇研究基于MPEG-4的传输技术是必要的和有意义的。 流媒体技术是多媒体技术和网络技术的交叉课题，它包括流媒体服务器技术、流媒体编码技术、端到端流媒体技术和流媒体系统技术等。 流媒体服务器在提供流媒体服务中起着关键作用，而流媒体本身有着大数据量、要求实时处理等特点，因此流媒体服务器技术也是流媒体技术研究的重点。 其中通信程序是流媒体服务器的技术核心，通信程序涉及到服务器中实施的应用层和传输层协议。 RTP、RTCP、RTSP作为流媒体的应用层协议，早在1996年就被IETF接纳为Inter标准，目前RTP/RTCP已经成为流媒体传输中使用最广泛的协议。 因此，可以考虑使用RTP/RTCP协议来实现MPEG-4标准的多媒体传输综合框架(DeliveryMultimediaIntegrationFramework，DMIF)中的数据平面。 要通过RTP进行M