RTSP协议（二）
1、RTSP简介
RTSP(Real-Time Stream Protocol)协议是一个基于文本的多媒体播放控制协议，属于应用层。RTSP以客户端方式工作，对流媒体提供播放、暂停、后退、前进等操作。该标准由IETF指定，对应的协议是RFC2326。
RTSP作为一个应用层协议，提供了一个可供扩展的框架，使得流媒体的受控和点播变得可能，它主要用来控制具有实时特性的数据的发送，但其本身并不用于传送流媒体数据，而必须依赖下层传输协议(如RTP/RTCP)所提供的服务来完成流媒体数据的传送。RTSP负责定义具体的控制信息、操作方法、状态码，以及描述与RTP之间的交互操作。RTSP媒体服务协议框架如下：
RSTP的URL格式：
rtsp://host[:port]/[abs_path]/content_name- host: 有效的域名或IP地址；
- port: 端口号，缺省为554，若为缺省可不填写，否则必须写明。
例：
rtsp://192.168.1.67:554/test // rtsp中url的一般格式
rtsp://[username]:[password]@[ip]:[port]/[codec]/[channel]/[subtype]/av_stream // 海康rtsp的url通用格式
rtsp://admin:12345@192.168.1.67:554/h264/ch1/main/av_stream // 海康rtsp的url
2、RTSP协议特点
- 可扩展性: 新方法和参数很容易加入RTSP.
- 易解析: RTSP可由标准HTTP或MIME解析器解析.
- 安全: RTSP使用网页安全机制.
- 独立于传输: RTSP可使用不可靠数据报协议(EDP), 可靠数据报协议(RDP); 如要实现应用级可靠, 可使用可靠流协议.
- 多服务器支持: 每个流可放在不同服务器上, 用户端自动与不同服务器建立几个并发控制连接, 媒体同步在传输层执行.
- 记录设备控制: 协议可控制记录和回放设备.
- 流控与会议开始分离: 仅要求会议初始化协议提供, 或可用来创建惟一会议标识号. 特殊情况下, 可用SIP或H.323来邀请服务器入会.
- 适合专业应用: 通过SMPTE时标, RTSP支持帧级精度, 允许远程数字编辑.
- 演示描述中立: 协议没强加特殊演示或元文件, 可传送所用格式类型; 然而, 演示描述至少必须包括一个RTSP URL.
- 代理与防火墙友好: 协议可由应用和传输层防火墙处理. 防火墙需要理解SETUP方法, 为UDP媒体流打开一个“缺口”.
- HTTP友好: 此处, RTSP明智地采用HTTP观念, 使现在结构都可重用. 结构包括Internet内容选择平台(PICS). 由于在大多数情况下控制连续媒体需要服务器状态, RTSP不仅仅向HTFP添加方法.
- 适当的服务器控制: 如用户启动一个流, 必须也可以停止一个流.
- 传输协调: 实际处理连续媒体流前, 用户可协调传输方法.
- 性能协调: 如基本特征无效, 必须有一些清理机制让用户决定哪种方法没生效. 这允许用户提出适合的用户界面.
3、RTSP与HTTP区别
- RTSP引入了几种新的方法，比如DESCRIBE、PLAY、SETUP 等，并且有不同的协议标识符，RTSP为rtsp 1.0,HTTP为http 1.1；
- HTTP是无状态的协议，而RTSP为每个会话保持状态；
- RTSP协议的客户端和服务器端都可以发送Request请求，而在HTTPF 协议中，只有客户端能发送Request请求。
- 在RTSP协议中，载荷数据一般是通过带外方式来传送的(除了交织的情况)，及通过RTP协议在不同的通道中来传送载荷数据。而HTTP协议的载荷数据都是通过带内方式传送的，比如请求的网页数据是在回应的消息体中携带的。
- 使用ISO 10646(UTF-8) 而不是ISO 8859-1，以配合当前HTML的国际化；
- RTSP使用URI请求时包含绝对URI。而由于历史原因造成的向后兼容性问题，HTTP/1.1只在请求中包含绝对路径，把主机名放入单独的标题域中；
4、RTSP主要方法
| 方法 |
方向 |
对象 |
要求 |
含义 |
| DESCRIBE |
C->S |
P,S |
推荐 |
检查演示或媒体对象的描述，也允许使用接收头指定用户理解的描述格式。DESCRIBE的答复-响应组成媒体RTSP初始阶段 |
| ANNOUNCE |
C->S S->C |
P,S |
可选 |
当从用户发往服务器时，ANNOUNCE将请求URL识别的演示或媒体对象描述发送给服务器；反之，ANNOUNCE实时更新连接描述。如新媒体流加入演示，整个演示描述再次发送，而不仅仅是附加组件，使组件能被删除 |
| GET_PARAMETER |
C->S S->C |
P,S |
可选 |
GET_PARAMETER请求检查RUL指定的演示与媒体的参数值。没有实体体时，GET_PARAMETER也许能用来测试用户与服务器的连通情况 |
| OPTIONS |
C->S S->C |
P,S |
要求 |
可在任意时刻发出OPTIONS请求，如用户打算尝试非标准请求，并不影响服务器状态 |
| PAUSE |
C->S |
P,S |
推荐 |
PAUSE请求引起流发送临时中断。如请求URL命名一个流，仅回放和记录被停止；如请求URL命名一个演示或流组，演示或组中所有当前活动的流发送都停止。恢复回放或记录后，必须维持同步。在SETUP消息中连接头超时参数所指定时段期间被暂停后，尽管服务器可能关闭连接并释放资源，但服务器资源会被预订 |
| PLAY |
C->S |
P,S |
要求 |
PLAY告诉服务器以SETUP指定的机制开始发送数据；直到一些SETUP请求被成功响应，客户端才可发布PLAY请求。PLAY请求将正常播放时间设置在所指定范围的起始处，发送流数据直到范围的结束处。PLAY请求可排成队列，服务器将PLAY请求排成队列，顺序执行 |
| RECORD |
C->S |
P,S |
可选 |
该方法根据演示描述初始化媒体数据记录范围，时标反映开始和结束时间；如没有给出时间范围，使用演示描述提供的开始和结束时间。如连接已经启动，立即开始记录，服务器数据请求URL或其他URL决定是否存储记录的数据；如服务器没有使用URL请求，响应应为201（创建），并包含描述请求状态和参考新资源的实体与位置头。支持现场演示记录的媒体服务器必须支持时钟范围格式，smpte格式没有意义 |
| REDIRECT |
S->C |
P,S |
可选 |
重定向请求通知客户端连接到另一服务器地址。它包含强制头地址，指示客户端发布URL请求；也可能包括参数范围，以指明重定向何时生效。若客户端要继续发送或接收URL媒体，客户端必须对当前连接发送TEARDOWN请求，而对指定主执新连接发送SETUP请求 |
| SETUP |
C->S |
S |
要求 |
对URL的SETUP请求指定用于流媒体的传输机制。客户端对正播放的流发布一个SETUP请求，以改变服务器允许的传输参数。如不允许这样做，响应错误为”455 Method Not Valid In This State”。为了透过防火墙，客户端必须指明传输参数，即使对这些参数没有影响 |
| SET_PARAMETER |
C->S S->C |
P,S |
可选 |
请求设置演示或URL指定流的参数值。请求仅应包含单个参数，允许客户端决定某个特殊请求为何失败。如请求包含多个参数，所有参数可成功设置，服务器必须只对该请求起作用。服务器必须允许参数可重复设置成同一值，但不让改变参数值。注意：媒体流传输参数必须用SETUP命令设置。将设置传输参数限制为SETUP有利于防火墙。将参数划分成规则排列形式，结果有更多有意义的错误指示 |
| TEARDOWN |
C->S |
P,S |
要求 |
TEARDOWN请求停止给定URL流发送，释放相关资源。如URL是此演示URL，任何RTSP连接标识不再有效。除非全部传输参数是连接描述定义的，SETUP请求必须在连接可再次播放前发布 |
注：P—演示，C—客户端,S—服务器， S（对象栏）—流
5、RTSP交互基本流程
RTSP协议用于C/S模型, 是一个基于文本的协议, 用于在客户端和服务器端建立和协商实时流会话。一次基本的RTSP交互过程如下，C表示客户端，S表示服务端。
6、RTSP重要头字段参数
（1）Accept:
用于指定客户端可以接受的媒体描述信息类型。比如:
Accept: application/rtsl, application/sdp;level=2（2）Bandwidth:
用于描述客户端可用的带宽值。
（3）CSeq：
指定了RTSP请求回应对的序列号，在每个请求或回应中都必须包括这个头字段。对每个包含一个给定序列号的请求消息，都会有一个相同序列号的回应消息。
（4）Rang：
用于指定一个时间范围，可以使用SMPTE、NTP或clock时间单元。
（5）Session:
Session头字段标识了一个RTSP会话。Session ID 是由服务器在SETUP的回应中选择的，客户端一当得到Session ID后，在以后的对Session 的操作请求消息中都要包含Session ID.
（6）Transport:
Transport头字段包含客户端可以接受的转输选项列表，包括传输协议，地址端口，TTL等。服务器端也通过这个头字段返回实际选择的具体选项。如:
Transport: RTP/AVP;multicast;ttl=127;mode=”PLAY”,
RTP/AVP;unicast;client_port=3456-3457;mode=”PLAY”
6、实例
- OPTIONS
OPTIONS请求是客户端向服务器询问可用的方法，请求和回复实例如下：
C->S: OPTIONS rtsp://10.18.14.183:554/Streaming/Channels/101 RTSP/1.0
CSeq: 1
Require: implicit-play
Proxy-Require: gzipped-messages
S->C: RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 1
Public: OPTIONS, DESCRIBE, SETUP, PLAY, TEARDOWN, PAUSE, SET_PARAMETER, GET_PARAMETER
- DESCRIBE
客户端向服务器请求媒体资源描述，服务器端通过SDP(Session Description Protocol)格式回应客户端的请求。资源描述中会列出所请求媒体的媒体流及其相关信息，典型情况下，音频和视频分别作为一个媒体流传输。实例如下：
C->S: DESCRIBE rtsp://10.18.14.183:554/Streaming/Channels/101 RTSP/1.0
CSeq: 2
S->C: RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 2
Content-Base: rtsp://10.18.14.183:554/Streaming/Channels/101 RTSP/1.0
Content-Type: application/sdp
Content-Length: 460
m=video 0 RTP/AVP 96
a=control:streamid=0
a=range:npt=0-7.741000
a=length:npt=7.741000
a=rtpmap:96 MP4V-ES/5544
a=mimetype:string;"video/MP4V-ES"
a=AvgBitRate:integer;304018
a=StreamName:string;"hinted video track"
m=audio 0 RTP/AVP 97
a=control:streamid=1
a=range:npt=0-7.712000
a=length:npt=7.712000
a=rtpmap:97 mpeg4-generic/32000/2
a=mimetype:string;"audio/mpeg4-generic"
a=AvgBitRate:integer;65790
a=StreamName:string;"hinted audio track"
- SETUP
SETUP请求确定了具体的媒体流如何传输，该请求必须在PLAY请求之前发送。SETUP请求包含媒体流的URL和客户端用于接收RTP数据(audio or video)的端口以及接收RTCP数据(meta information)的端口。服务器端的回复通常包含客户端请求参数的确认，并会补充缺失的部分，比如服务器选择的发送端口。每一个媒体流在发送PLAY请求之前，都要首先通过SETUP请求来进行相应的配置。
C->S: SETUP rtsp://10.18.14.183:554/Streaming/Channels/101/trackID=audio RTSP/1.0\r\n
CSeq: 3
Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=8000-8001
S->C: RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 3
Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=8000-8001;server_port=9000-9001;ssrc=1234ABCD
Session: 12345678
- PLAY
客户端通过PLAY请求来播放一个或全部媒体流，PLAY请求可以发送一次或多次，发送一次时，URL为包含所有媒体流的地址，发送多次时，每一次请求携带的URL只包含一个相应的媒体流。PLAY请求中可指定播放的range，若未指定，则从媒体流的开始播放到结束，如果媒体流在播放过程中被暂停，则可在暂停处重新启动流的播放。
C->S: PLAY rtsp://10.18.14.183:554/Streaming/Channels/101 RTSP/1.0
CSeq: 4
Range: npt=5-20
Session: 12345678
S->C: RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 4
Session: 12345678
RTP-Info: url= rtsp://10.18.14.183:554/Streaming/Channels/101 RTSP/1.0
- PAUSE
PAUSE请求会暂停一个或所有媒体流，后续可通过PLAY请求恢复播放。PAUSE请求中携带所请求媒体流的URL，若参数range存在，则指明在何处暂停，若该参数不存在，则暂停立即生效，且暂停时长不确定。
C->S: PAUSE rtsp://10.18.14.183:554/Streaming/Channels/101 RTSP/1.0
CSeq: 5
Session: 12345678
S->C: RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 5
Session: 12345678
- TEARDOWN
结束会话请求，该请求会停止所有媒体流，并释放服务器上的相关会话数据。
C->S: TEARDOWN rtsp://10.18.14.183:554/Streaming/Channels/101 RTSP/1.0
CSeq: 8
Session: 12345678
S->C: RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 8
- GET_PARAMETER
检索指定URI数据中的参数值。不携带消息体的GET_PARAMETER可用来测试服务器端或客户端是否可通(类似ping的功能)。
S->C: GET_PARAMETER rtsp://10.18.14.183:554/Streaming/Channels/101 RTSP/1.0
CSeq: 9
Content-Type: text/parameters
Session: 12345678
Content-Length: 15
packets_received
jitter
C->S: RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 9
Content-Length: 46
Content-Type: text/parameters
packets_received: 10
jitter: 0.3838
- SET_PARAMETER
用于设置指定媒体流的参数。
C->S: SET_PARAMETER rtsp://10.18.14.183:554/Streaming/Channels/101 RTSP/1.0
CSeq: 10
Content-length: 20
Content-type: text/parameters
barparam: barstuff
S->C: RTSP/1.0 451 Invalid Parameter
CSeq: 10
Content-length: 10
Content-type: text/parameters
barparam
- REDIRECT
重定向请求，用于服务器通知客户端新的服务地址，客户端需要向这个新地址重新发起请求。重定向请求中可能包含Range参数，指明重定向生效的时间。客户端若需向新服务地址发起请求，必须先teardown当前会话，再向指定的新主机setup一个新的会话。
S->C: REDIRECT rtsp://10.18.14.183:554/Streaming/Channels/101 RTSP/1.0
CSeq: 11
Location: rtsp:// 10.18.14.183:8001
Range: clock=19960213T143205
- ANNOUNCE
ANNOUNCE请求有两个用途：(1)C->S：客户端向服务器端发布URL指定的媒体信息描述；(2) S->C：实时更新对话描述。若媒体表示中新增了一个媒体流，例如在直播过程中，则整个媒体表示的description都要被重新发送，而不是只发送新增部分。
C->S: ANNOUNCE rtsp://10.18.14.183:554/Streaming/Channels/101 RTSP/1.0
CSeq: 7
Date: 23 Jan 1997 15:35:06 GMT
Session: 12345678
Content-Type: application/sdp
Content-Length: 332
v=0
o=mhandley 2890844526 2890845468 IN IP4 126.16.64.4
s=SDP Seminar
i=A Seminar on the session description protocol
u=http:// 10.18.14.183/staff/M.Handley/sdp.03.ps
[email protected] (Mark Handley)
c=IN IP4 224.2.17.12/127
t=2873397496 2873404696
a=recvonly
m=audio 3456 RTP/AVP 0
m=video 2232 RTP/AVP 31
S->C: RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 7
- RECORD
请求录制指定范围的媒体数据，请求中可指定录制的起止时间戳；若未指定时间范围，则使用presentation description中的开始和结束时间，这种情况下，如果会话已开始，则立即启动录制操作。
C->S: RECORD rtsp://10.18.14.183:554/Streaming/Channels/101 RTSP/1.0
CSeq: 6
Session: 12345678
S->C: RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 6
Session: 12345678
以上就是RTSP中常用的命令及其实例介绍。最后，来看一段实际使用的RTSP命令交互过程，该过程是通过PC对海康摄像头视频流的拉取和播放，并通过Wireshark抓取客户端的数据得到的：
OPTIONS rtsp:// 10.18.14.183:554 RTSP/1.0
CSeq: 2
User-Agent: LibVLC/2.2.8 (LIVE555 Streaming Media v2016.02.22)
RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 2
Public: OPTIONS, DESCRIBE, PLAY, PAUSE, SETUP, TEARDOWN, SET_PARAMETER, GET_PARAMETER
Date: Fri, 19 Jun 2020 07:24:26 GMT
DESCRIBE rtsp:// 10.18.14.183:554 RTSP/1.0
CSeq: 3
User-Agent: LibVLC/2.2.8 (LIVE555 Streaming Media v2016.02.22)
Accept: application/sdp
RTSP/1.0 401 Unauthorized
CSeq: 3
WWW-Authenticate: Digest realm="IP Camera(10789)", nonce="6b9a455aec675b8db81a9ceb802e4eb8", stale="FALSE"
Date: Fri, 19 Jun 2020 07:24:26 GMT
DESCRIBE rtsp:// 10.18.14.183:554 RTSP/1.0
CSeq: 4
Authorization: Digest username="admin", realm="IP Camera(10789)", nonce="6b9a455aec675b8db81a9ceb802e4eb8", uri="rtsp://10.18.14.183:554", response="3fc4b15d7a923fc36f32897e3cee69aa"
User-Agent: LibVLC/2.2.8 (LIVE555 Streaming Media v2016.02.22)
Accept: application/sdp
RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 4
Content-Type: application/sdp
Content-Base: rtsp:// 10.18.14.183:554/
Content-Length: 551
v=0
o=- 1517245007527432 1517245007527432 IN IP4 10.18.14.183
s=Media Presentation
e=NONE
b=AS:5050
t=0 0
a=control:rtsp:// 10.18.14.183:554/
m=video 0 RTP/AVP 96
c=IN IP4 0.0.0.0
b=AS:5000
a=recvonly
a=x-dimensions:2048,1536
a=control:rtsp://10.18.14.183:554/trackID=1
a=rtpmap:96 H264/90000
a=fmtp:96 profile-level-id=420029; packetization-mode=1; sprop-parameter-sets=Z00AMp2oCAAwabgICAoAAAMAAgAAAwBlCA==,aO48gA==
a=Media_header:MEDIAINFO=494D4B48010200000400000100000000000000000000000000000000000000000000000000000000;
a=appversion:1.0
SETUP rtsp://10.18.14.183:554/trackID=1 RTSP/1.0
CSeq: 5
Authorization: Digest username="admin", realm="IP Camera(10789)", nonce="6b9a455aec675b8db81a9ceb802e4eb8", uri="rtsp://10.18.14.183:554/", response="ddfbf3e268ae954979407369a104a620"
User-Agent: LibVLC/2.2.8 (LIVE555 Streaming Media v2016.02.22)
Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=57844-57845
RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 5
Session: 1273222592;timeout=60
Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=57844-57845;server_port=8218-8219;ssrc=5181c73a;mode="play"
Date: Fri, 19 Jun 2020 07:24:26 GM
PLAY rtsp://10.18.14.183:554/ RTSP/1.0
CSeq: 6
Authorization: Digest username="admin", realm="IP Camera(10789)", nonce="6b9a455aec675b8db81a9ceb802e4eb8", uri="rtsp://10.18.14.183:554/", response="b5abf0b230de4b49d6c6d42569f88e91"
User-Agent: LibVLC/2.2.8 (LIVE555 Streaming Media v2016.02.22)
Session: 1273222592
Range: npt=0.000-
RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 6
Session: 1273222592
RTP-Info: url=rtsp://10.18.14.183:554/trackID=1;seq=65373;rtptime=3566398668
Date: Fri, 19 Jun 2020 07:24:26 GM
GET_PARAMETER rtsp://10.18.14.183:554/ RTSP/1.0
CSeq: 7
Authorization: Digest username="admin", realm="IP Camera(10789)", nonce="6b9a455aec675b8db81a9ceb802e4eb8", uri="rtsp://10.18.14.183:554/", response="bb2309dcd083b25991c13e165673687b"
User-Agent: LibVLC/2.2.8 (LIVE555 Streaming Media v2016.02.22)
Session: 1273222592
RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 7
Date: Fri, 19 Jun 2020 07:24:26 GM
TEARDOWN rtsp://10.18.14.183:554/ RTSP/1.0
CSeq: 8
Authorization: Digest username="admin", realm="IP Camera(10789)", nonce="6b9a455aec675b8db81a9ceb802e4eb8", uri="rtsp://10.18.14.183:554/", response="e08a15c27d3daac14fd4b4bcab424a5e"
User-Agent: LibVLC/2.2.8 (LIVE555 Streaming Media v2016.02.22)
Session: 1273222592
RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 8
Session: 1273222592
Date: Mon, Jan 29 2020 16:57:03 GMT