网络流媒体-RTP与RTCP

1、RTP与RTCP概述

RTP与RTCP协议本来不属于我们常见的流媒体协议，类似rtmp，rtsp，hls，webrtc等，但是很多的流媒体协议又是在这两个协议之上的额，比如rtsp和webtrc这两个下层就是rtp与rtcp协议的。这两个协议在四层模型中我们仍把他们归属到应用层协议中，因为这两个协议的实现代码均是由我们用户自己完成，一个包含RTP完整的流媒体协议封装应是类似user data+rtsp+rtp/rtcp+udp+ip来完成的。

RTP与RTCP协议区别？

在流媒体协议中这两个协议一定是成对出现的，但是他们分工不一样，RTP包负责传输用户数据，RTCP包负责控制数据（确保数据质量等，里面包含了RTP数据的传输包数量，丢包数，码率等），因此RTCP是必须周期性穿插在码流中。且这两个协议占用端口不一样，RTP占用的是UDP偶数端口，而RTCP则是RTP端口+1的奇数端口。

2、RTP封装

我们知道任何一种协议的封包格式中，肯定包含有头部信息的，rtp也不例外（rtp+fixed_header+extend_header+payload）,具体的rtp header见图。重点关注标红的一个字段，关系到是否包含有扩展头，rtp包的序号以控制rtp包接收顺序，丢包重传等（因为rtp是基于UDP不可靠协议的，并不能保证包顺序，是否丢包等）。其实还有扩展头的，只不过我们只关注基本原理，就不详细去讲扩展头等。对于rtp的理解我们只需知道，rtp专用于用户数据的传输，同时在头部为rtcp提供rtp的负载类型，rtp包顺序，标记位等以便于RTCP控制质量。

版本号（V）：2比特，用来标志使用的RTP版本。

填充位（P）：1比特，如果该位置位，则该RTP包的尾部就包含附加的填充字节。

扩展位（X）： 1比特，如果该位置位的话，RTP固定头部后面就跟有一个扩展头部。

CSRC计数器（CC）：4比特，含有固定头部后面跟着的CSRC的数目。

标记位（M）： 1比特,该位的解释由配置文档（Profile）来承担.
载荷类型（PayloadType）： 7比特，标识了RTP载荷的类型。

序列号（SN）：16比特，每发送一个 RTP 数据包，序列号增加1。接收端可以据此检测丢包和重建包序列。

时间戳(Timestamp): 2比特，记录了该包中数据的第一个字节的采样时刻。在一次会话开始时，时间戳初始化成一个初始值。即使在没有信号发送时，时间戳的数值也要随时间而不断地增加（时间在流逝嘛）。时钟频率依赖于负载数据格式，并在描述文件（profile）中进行描述。

同步源标识符(SSRC)：32比特，同步源就是指RTP包流的来源。在同一个RTP会话中不能有两个相同的SSRC值。该标识符是随机选取的 RFC1889推荐了MD5随机算法。

贡献源列表（CSRC List）：0～15项，每项32比特，用来标志对一个RTP混合器产生的新包有贡献的所有RTP包的源。由混合器将这些有贡献的SSRC标识符插入表中。SSRC标识符都被列出来，以便接收端能正确指出交谈双方的身份。

例子：下面是wireshark抓取的RTP包，

3、RTCP封装

 rtcp的主要功能是服务质量的监视与反馈、媒体间的同步，以及多播组中成员的标识。在RTP会话期 间，各参与者周期性地传送RTCP包。RTCP包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料，因此，各参与者可以利用这些信息动态地改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。RTP和RTCP配合使用，它们能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化，因而特别适合传送网上的实时数据。RTCP分为五种类型：

 RTCP也是用UDP来传送的，但RTCP封装的仅仅是一些控制信息，因而分组很短，所以可以将多个RTCP分组封装在一个UDP包中。RTCP有如下五种分组类型。
类型     缩写表示     用途
200     SR（Sender Report）     发送端报告
201     RR（Receiver Report）     接收端报告
202     SDES（Source Description Items）     源点描述
203     BYE     结束传输
204     APP     特定应用

上述五种分组的封装大同小异，下面只讲述SR类型，而其它类型请参考RFC3550。

        发送端报告分组SR（Sender Report）用来使发送端以多播方式向所有接收端报告发送情况。SR分组的主要内容有：相应的RTP流的SSRC，RTP流中最新产生的RTP分组的时间戳和NTP，RTP流包含的分组数，RTP流包含的字节数。SR包的封装如图3所示。

版本（V）：同RTP包头域。

填充（P）：同RTP包头域。

接收报告计数器（RC）：5比特，该SR包中的接收报告块的数目，可以为零。
包类型（PT）：8比特，SR包是200。

长度域（Length）：16比特，其中存放的是该SR包以32比特为单位的总长度减一。

同步源（SSRC）：SR包发送者的同步源标识符。与对应RTP包中的SSRC一样。
NTP Timestamp（Network time protocol）SR包发送时的绝对时间值。NTP的作用是同步不同的RTP媒体流。

RTP Timestamp：与NTP时间戳对应，与RTP数据包中的RTP时间戳具有相同的单位和随机初始值。

Sender’s packet count：从开始发送包到产生这个SR包这段时间里，发送者发送的RTP数据包的总数. SSRC改变时，这个域清零。

Sender`s octet count：从开始发送包到产生这个SR包这段时间里，发送者发送的净荷数据的总字节数（不包括头部和填充）。发送者改变其SSRC时，这个域要清零。

同步源n的SSRC标识符：该报告块中包含的是从该源接收到的包的统计信息。

丢失率（Fraction Lost）：表明从上一个SR或RR包发出以来从同步源n(SSRC_n)来的RTP数据包的丢失率。

累计的包丢失数目：从开始接收到SSRC_n的包到发送SR,从SSRC_n传过来的RTP数据包的丢失总数。

收到的扩展最大序列号：从SSRC_n收到的RTP数据包中最大的序列号，

接收抖动（Interarrival jitter）：RTP数据包接受时间的统计方差估计
上次SR时间戳（Last SR,LSR）：取最近从SSRC_n收到的SR包中的NTP时间戳的中间32比特。如果目前还没收到SR包，则该域清零。

上次SR以来的延时（Delay since last SR,DLSR）：上次从SSRC_n收到SR包到发送本报告的延时。
参考链接：https://blog.csdn.net/machh/article/details/51868569