RTMP协议播放流程的实现及抓包分析

RTMP服务器搭建可参考： Nginx与Nginx-rtmp-module搭建RTMP视频直播和点播服务器
     实时流协议（Real-TimeMessaging Protocol，RTMP）是用于互联网上传输视音频数据的网络协议。本API提供了支持RTMP, RTMPT,RTMPE, RTMP RTMPS以及以上几种协议的变种(RTMPTE, RTMPTS)协议所需的大部分客户端功能以及少量的服务器功能。RTMP是目前各种网络直播应用最核心的传输协议，也是互动直播采用最广泛的协议。

     RTMP协议规定，播放一个流媒体有两个前提步骤：第一步，建立一个网络连接（NetConnection）；第二步，建立一个网络流（NetStream）。其中，网络连接代表服务器端应用程序和客户端之间基础的连通关系。网络流代表了发送多媒体数据的通道。服务器和客户端之间只能建立一个网络连接，但是基于该连接可以创建很多网络流。播放一个RTMP协议的流媒体需要经过以下几个步骤：握手，建立连接，建立流，播放。RTMP连接都是以握手作为开始的。建立连接阶段用于建立客户端与服务器之间的“网络连接”；建立流阶段用于建立客户端与服务器之间的“网络流”；播放阶段用于传输视音频数据。
一 RTMP保存为FLV
使用librtmp接收RTMP流的函数执行流程图如下图所示。

InitSockets()：初始化Socket
RTMP_Alloc()：为结构体“RTMP”分配内存。
RTMP_Init()：初始化结构体“RTMP”中的成员变量。
RTMP_SetupURL()：设置输入的RTMP连接的URL。
RTMP_Connect()：建立RTMP连接，创建一个RTMP协议规范中的NetConnection。
RTMP_ConnectStream()：创建一个RTMP协议规范中的NetStream。
RTMP_Read()：从服务器读取数据。
RTMP_Close()：关闭RTMP连接。
RTMP_Free()：释放结构体“RTMP”。

CleanupSockets()：关闭Socket。

源代码：

#include   
#include "librtmp/rtmp_sys.h"  
#include "librtmp/log.h"  
  
int InitSockets()  
{  
    WORD version;  
    WSADATA wsaData;  
    version = MAKEWORD(1, 1);  
    return (WSAStartup(version, &wsaData) == 0);  
}  
  
void CleanupSockets()  
{  
    WSACleanup();  
}  
  
int main(int argc, char* argv[])  
{  
    InitSockets();  
      
    double duration=-1;  
    int nRead;  
    //is live stream ?  
    bool bLiveStream=true;                
      
      
    int bufsize=1024*1024*10;             
    char *buf=(char*)malloc(bufsize);  
    memset(buf,0,bufsize);  
    long countbufsize=0;  
      
    FILE *fp=fopen("receive.flv","wb");  
    if (!fp){  
        RTMP_LogPrintf("Open File Error.\n");  
        CleanupSockets();  
        return -1;  
    }  
      
    /* set log level */  
    //RTMP_LogLevel loglvl=RTMP_LOGDEBUG;  
    //RTMP_LogSetLevel(loglvl);  
  
    RTMP *rtmp=RTMP_Alloc();  
    RTMP_Init(rtmp);  
    //set connection timeout,default 30s  
    rtmp->Link.timeout=10;     
    // HKS's live URL  
    if(!RTMP_SetupURL(rtmp,"rtmp://live.hkstv.hk.lxdns.com/live/hks"))  
    {  
        RTMP_Log(RTMP_LOGERROR,"SetupURL Err\n");  
        RTMP_Free(rtmp);  
        CleanupSockets();  
        return -1;  
    }  
    if (bLiveStream){  
        rtmp->Link.lFlags|=RTMP_LF_LIVE;  
    }  
      
    //1hour  
    RTMP_SetBufferMS(rtmp, 3600*1000);        
      
    if(!RTMP_Connect(rtmp,NULL)){  
        RTMP_Log(RTMP_LOGERROR,"Connect Err\n");  
        RTMP_Free(rtmp);  
        CleanupSockets();  
        return -1;  
    }  
  
    if(!RTMP_ConnectStream(rtmp,0)){  
        RTMP_Log(RTMP_LOGERROR,"ConnectStream Err\n");  
        RTMP_Close(rtmp);  
        RTMP_Free(rtmp);  
        CleanupSockets();  
        return -1;  
    }  
  
    while(nRead=RTMP_Read(rtmp,buf,bufsize)){  
        fwrite(buf,1,nRead,fp);  
  
        countbufsize+=nRead;  
        RTMP_LogPrintf("Receive: %5dByte, Total: %5.2fkB\n",nRead,countbufsize*1.0/1024);  
    }  
  
    if(fp)  
        fclose(fp);  
  
    if(buf){  
        free(buf);  
    }  
  
    if(rtmp){  
        RTMP_Close(rtmp);  
        RTMP_Free(rtmp);  
        CleanupSockets();  
        rtmp=NULL;  
    }     
    return 0;  
}  

二 RTMP协议播放流程抓包分析

1  Wireshark抓RTMP包

用wireshark抓取RTMP包，打开如下：

2 握手（Handshake）

一个RTMP连接以握手开始，我们先看下图：

首先我们要明确的是客户端IP是192.168.1.50（我的电脑），192.168.1.123是RTMP服务器。

剧本应该是这样子的：

1.RTMP协议是TCP协议的上层协议，所以必须要先建立TCP连接，所以就看到了1-4这几个TCP三次握手的包。

2.客户端向服务器发送C0块（chunks），表示要和服务器握手，C0中包含版本号。

3.服务器收到C0后，检查C0中的版本是否支持，如果支持发送S0作为响应，否则应该终止连接。

4.客户端和服务器都分别等待C1和S1，等待版本确认。

5.客户端收到S1后发送C2，服务器收到C1后发送S2（确认发送，测试握手完成。）

然而，协议的实际执行却不是按照剧本来的（如果按剧本来，延迟就要大大增大了），实际执行是这样的：

1.RTMP协议是TCP协议的上层协议，所以必须要先建立TCP连接，所以就看到了1-4这几个TCP三次握手的包。

2.客户端发送的是C0+C1块，直接告诉服务器我发的版本我自己确认了。

3.服务器更狠，一个大嘴巴子就抽回来了（发送S0+S1+S2）。

4.客户端收到后，发送C2，握手完成！

附上RTMP协议中的流程图：

3 建立一个网络连接（NetConnection)

提示：网络连接代表服务器应用程序和客户端之间基础的连通关系

我们接着看抓到的包：

RTMP握手完成后，要建立网络连接。大家都知道一个普通的标准的rtmp流是什么样子的？rtmp://IP:PORT/APP/Stream 是不是这样？

实际剧本是这样子滴：

1.客户端在发送C2的时候，顺带还发了一个请求连接的命令，要求与服务器应用建立网络连接，这就是RTMP URL中的的Application。soga，是不是恍然大悟？

2.服务器在收到客户端发送的连接请求后发送如下信息：

主要是告诉客户端确认窗口大小，设置节点带宽，然后服务器把“连接”连接到指定的应用并返回结果，“网络连接成功”。并且返回流开始的的消息（Stream Begin 0）。

3.客户端在收到服务器发来的消息后，返回确认窗口大小，此时网络连接创建完成。

协议流程图：

4 建立一个网络流（NetStream）

提示：网络流代表了发送多媒体数据的通道。服务器和客户端之间只能建立一个网络连接，且多个网络流可以复用这一个网络连接。

接着看抓包：

现在地洞挖好了，就差铺铁轨了！

1.客户端向服务器发送请求创建流（createStream）。

2.服务器收到请求后向客户端发送_result()，对创建流的消息进行响应。此时NetStream创建完成。

协议流程图：

5 播放

提示：主要功能：传输音视频数据

看抓包：

万事具备，只欠东风了。

1.客户端向服务器发送播放命令，请求播放stream，并设置Buffer Length 1，3000ms。

2.服务器收到请求后，向客户端发送设置块大小的协议消息，并且还附加了一堆其他的消息一起发送：

包括 Stream Begin（告知客户端流ID为0）、NetStream.Play.Start（ 告知客户端播放成功）等。

3. 服务器向客户端发送推流通知，并附带元数据信息（分辨率、帧率、音频采样率、音频码率等等）和视频、音频数据。此时客户端就可以开始正常播放rtmp流了。 协议流程图：

Reference:

http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/42104893

http://blog.csdn.net/wishfly/article/details/52965787

http://blog.csdn.net/shangmingyang/article/details/50837852

http://blog.chinaunix.net/uid-17102734-id-3986995.html

http://befo.io/306.html