音视频协议-RTCP协议介绍

1 协议简介

RTCP和RTP协议是配合使用的音视频协议-RTP协议，为RTP提供信道外的传输控制，RTCP不参与数据传输，主要用于监控媒体传输的质量和传递参与者的信息。由于音视频实时传输环境一般采用UDP传输，RTCP对于音视频传输质量起到至关重要的作用，可以说没有RTCP音视频实时通信在弱网下基本没办法生存。协议内容见RFC3550

2 协议格式介绍

2.1 RTCP公共头

rtcp公共头部占16字节：不同类型有所差别，但是长度是一致的。

版本号（2bit）:版本号为2；
填充（1bit）:填充标志，同RTP的填充标志；
接收报告数量（5bit）：这是SR包的定义，接收报告块数量
荷载类型（8bit）:荷载类型SR、RR、SDES、BYE、APP；本文档只介绍了5种，后续介绍QOS策略还会介绍其他的协议类型；
长度（16bit）:32位的数量，长度代表整个数据包的大小（协议头+荷载+填充）
同步源（32bit）：发送端源
RTCP 报文类型：

2.2 SR协议

发送者报告包括三个部分：公共头；发送者信息；接受者信息。协议ID：200。

发送者信息：
NTP时间（64bit）：NTP时间包括两部分组成，高位32bit表示秒钟：从1970开始计算；低位表示剩余时间精度，一般按照1代表232皮秒来计算。
RTP时间戳（32bit）：与RTP时间戳计算方式一致，是根据采样率进行递增，由于与RTP时间戳一致同时又知道当前的NTP时间，因此可以用于音视频时间同步使用。
发送包数量（32bit）：计算已经发送的包的数量
发送字节数（32bit）：计算已经发送的字节数量
接收者信息：
接收者信息更多的是反馈信息，可以有多块接收端反馈信息块小于等于15。
接收端的源（32bit）：接收端的源
丢包率（8bit）:丢包率需要转换为0-255的占比；如20%丢包=20%*255=51
累计丢包数（24bit）：从开始计算，丢包的数量统计，当重传后需要从丢包数中移除；
期望序列号（32bit）：期望接收的最大序列号，低16位存储期望最大序列号；高16为翻转次数统计；
到达时间抖动（32bit）：到达时间间隔的统计方差；
最后一次发送SR时间（32bit）:LSR最后一次发送SR的时间；
最后一次接收SR到发送的时延（32bit）:DLSR最后一次收到SR包后到发送中间的时延；
下图利用LSR和DLSR计算往返延迟：

2.3 RR协议

RR协议和SR协议内容基本一致，就是少了发送者信息部分，协议ID：201。注意空的RR报文（RC=0）需要放在符合RTCP报文的头部。

2.4 SDES协议

资源描述协议，最常用的就是传递CNAME名称，用于标识会话，当SSRC发生变化也能很好的匹配会话。协议ID：202。

SDES分为两个部分一部分：头信息和chunk信息。
源计数（5bit）：用于计数后面的chunk数；
chunk分为两部分
源（32bit）：源ID；
SDSE报告块：
item一般是32bit的整数倍，包含一个源字段和表项数据；
表项数据包括三部分：类型字段（8bit）、长度字段（8bit）、字符串不超过255字节。
CNAME元素：

• cname在所有参与者中是唯一的；
  
  SDES 类型：
  

2.5 BYE协议

BYE指示一个或者多个源退出会话。协议ID：203。

源数量（5bit）：指示SSRC/CSRC的总数量，在头后面接的源的个数。
长度（8bit）:后面字符串长度；
原因（<255）:原因小于255字节。

2.6 APP协议

APP报文用于新应用程序或者新特性开发的实验使用，无需数据包类型值注册。协议ID：204。

子协议（5bit）：自定义协议。
名字（32bit）:ascii
应用数据（n*32bit）:必须为32bit的整数倍。

3 RTCP协议限制

RTCP 占用带宽所增加的会话带宽部分固定在 5%，1/4 的 RTCP 带宽分给发送数据的参与者，这样在有很多接收者却只有很少的发送者的会话中，新加进来的参与者就可以更快的接收到 CNAME。当发送者的比例超过 1/4 时，发送者会按他们的比例得到 RTCP 带宽。
RTCP 报文间隔在[0.5， 1.5]是随机取值的乘以计算的间隔来避免冲突。第一个 RTCP 报文也被延迟一个随机值，这个值是在半个最小 RTCP 间隔内取值。