基于JMF RTP的网络传输媒体流

本文主要介绍 基于 JMF RTP 的网络传输媒体流的实现，并给出相应源代码。

author: ZJ    06-11-18

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JMF 中可以实现 RTP 媒体流的回放（ playback ）和传输（ transmission ），主要由 javax.media.rtp, javax.media.rtp.event, 和 javax.media.rtp.rtcp 包中定义的 API 完成。 JMF 可以通过标准的 JMF plug-in 机制来实现支持特定的 RTP 格式和动态负载。

你可以在本地播放 RTP 数据流，或将其存储到本地文件。

 

 

同样，你可以通过JMF中RTP API实现传输捕获的或存储的媒体流到网上。RTP媒体流可以创建自一个本地文件或捕获自媒体采集设备。这些RTP媒体流同样可以在本地播放或存储。

整体流程图示：

 

 

1．   RTP结构

1.1 SessionManager

在JMF架构中Session Manager对程序之间的会话进程进行控制和管理。Session Manager主要作用：

①明确每一个会话（session）中的所有参与者（participants）。

②管理每一个RTP会话。

③保存来自每一个发送或接收到的RTP和RTCP包中的统计信息。

JMF RTP Session 结构图：

SessionManagr 包含2个部分：Session Statistics和Session Streams。

 

  1.1.1 Session Statistics

统计量（ Statistics ）是记录基于每一条媒体流上的整个会话的统计信息。它包含：

① GobalReceptionStats ：包含此会话的全局接收统计信息。

② GobalTransmissionStats ：包含此会话的全局传输统计信息。

③ RecetionStats ：包含每一个参与者接收统计信息。

④ TransmissionStats ：包含每一个参与者的传输统计信息。

 

1.1.2 Session Streams

① ReceiveStream ：表示一个接收到的来自远端参与者的媒体流。

② SendStream ：表示一个来自本地的媒体流。

 

1.2 RTP 事件

如下图所示，通过继承JMF中MediaEvent的类，可以创建响应的RTP事件。

 

⑴SessionListener： 通过它得到一个会话状态的改变。

①NewParticipantEvent：表示一个新的参与者加入会话。

②LocalCollisionEvent：表示参与者请求的同步资源正在使用。

 

⑵SendStreamListener：通过它得到一个正在传送的RTP数据流状态的改变。

①NewSendStreamEvent：表示本地参与者已经创建一个新的发送数据流。

②ActiveSendStreamEvent：表示从DataSource创建的数据流已经开始发送。

③InactiveSendStreamEvent：表示从本地DataSource创建的数据流已经停止。

④LocalPayloadChangeEvent：表示数据流格式已经开始改变。

⑤StreamClosedEvent：表示数据流已经停止。

 

⑶ ReceiveStreamListener ： 通过它得到一个正在接收的RTP数据流状态的改变。

①NewReceiveStreamEvent：表示SessionManager已经创建了一个从新的侦测到的地址传来的接收数据流。

②ActiveReceiveStreamEvent: 表示数据的传送已经开始。

③InactiveReceiveStreamEvent：表示数据的传送已经停止。

④TimeoutEvent：表示数据传送超时。

⑤RemotePayloadChangeEvent：表示接收到的数据流格式已经改变。

⑥ApplicationEvent：表示收到了一个RTCP App数据包。

 

⑷RemoteListener : 通过它得到远端会话参与者的时间或RTP控制信息。

①ReceiverReportEvent：表示接收到一个RTCP的RR包。

②SenderReportEvent：表示收到一个RTCP的SR包。

③RemoteCollisionEvent：表示两个远端的参与者使用了相同的SSRC 出错。

 

1.3与RTP事件相对应的RTCP类型表

                        RTCP 的控制类型和 JMF 事件类的一致性

 

RTCP 类型	JMF 中的事件类
SR	SendStreamEvent
RR	ReceiveStreamEvent
SDES	SenderReportEvent
BYE	ByeEvent
APP	ApplicationEvent ：

 

1.4数据传输格式

    在RTP 传输中，如果还是用传统的AVI,MOV 格式的话，将会增加服务器负荷，而且对网络要求特别高，因此需要将传统格式转化至易于传送， 网络适应性好，抗丢包性能和抗误码性能好的编码格式。下表是 JMF 项目支持的视音频在RTP 传送的压缩格式，也就是说经过定制后的输出视频流，还得进行一次转换，以便网络发送。

表   JMF 支持的视音频在 RTP 传送中的格式

多媒体类别	RTP 传输格式
音频	JAUDIO_G711_ULAW/rtp，dvi/rtp ，g723/rtp ，gsm/rtp
视频	jpeg/rtp，h261/rtp，h263/rtp

 

转化格式的关键代码及其分析（视频）：

// 从processor获得轨道控制器 TrackControl [] tracks = processor.getTrackControls(); // 为每个轨道的格式进行转制 for (int i = 0; i < tracks.length; i++) {   // 此处省略获得轨道信息格式和支持格式代码     // 下面一行为转制函数，需要参数为：轨道格式和轨道支持的格式     chosen = checkForVideoSizes(tracks[i].getFormat(), supported[0]);     // 此处省略如果不能对轨道格式转变代码 }   // 转制函数 /* 在传输视频信息时，对于JPEG编码格式，视频图像的宽和高是8像素的整数倍，对于 *H263 编码格式，只支持三种图像的大小，即352X288,176X144,128X96像素，只要满 * 足了这些条件，才可以正常传输视频信息，所以，需要对视频格式进行转制，                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 * 不负荷条件的都需要转化，以满足正常传输。 */     Format checkForVideoSizes(Format original, Format supported) {     int width, height;     Dimension size = ((VideoFormat)original).getSize();// 获取视频图像的尺寸     Format jpegFmt = new Format(VideoFormat.JPEG_RTP);     Format h263Fmt = new Format(VideoFormat.H263_RTP);     if (supported.matches(jpegFmt)) {// 如果是JPEG格式     // 调整宽    width = (size.width % 8 == 0 ? size.width :(int)(size.width / 8) * 8); // 调整高 height = (size.height % 8 == 0 ? size.height :(int)(size.height / 8) * 8);     } else if (supported.matches(h263Fmt)) {// 如果是H263格式         if (size.width < 128) {         width = 128;         height = 96;         } else if (size.width < 176) {         width = 176;         height = 144;         } else {         width = 352;         height = 288;         }     } else {         // 对于其他格式不受理         return supported;     }     return (new VideoFormat(null,                 new Dimension(width, height),                 Format.NOT_SPECIFIED,                 null,                 Format.NOT_SPECIFIED)).intersects(supported);

 

2．RTP媒体数据流的传输与接收
2.1 RTP媒体数据流的传输过程

    上图为 Transmit 的整个设计架构， Processor 处理来自 Capture Device 的数据后，输入对方 IP 和 Port ，将数据传送到网络上等待接收端接收，其中音频的端口为视频的端口加 2 。

 

部分代码及分析：

①将转换格式后的数据放入一个 DataSource

// 获得转制后的DataSource dataOutput = processor.getDataOutput(); // 将DataSource转化为Push数据流 PushBufferDataSource pbds = (PushBufferDataSource)dataOutput; // 获取Push数据流 PushBufferStream pbss[] = pbds.getStreams();

数据源决定了轨道数的多少，如果数据源中包括视频和音频内容，则有两个轨道，一个轨道分给视频，一个轨道分给音频，在数据源的格式转制完成以后，每个轨道对应着一个RTP会话，这些RTP会话由会话管理器(RTPManager)统一管理。

②以下是建立RTP Session中发送的关键代码和分析：

rtpMgrs[i] = RTPManager.newInstance();//RTP 管理器实例化     ipAddr = InetAddress.getByName( "59.64.84.243" );// 获得目的地址的IP地址 // 获取本机IP地址 localAddr = new SessionAddress( InetAddress.getLocalHost(),port); // 获取目的机IP地址 destAddr = new SessionAddress( ipAddr, port); // 分别将本机和目的机IP地址加入至RTP会话管理器 rtpMgrs[i].initialize( localAddr); rtpMgrs[i].addTarget( destAddr); // 产生第N条轨道的传输流 sendStream = rtpMgrs[i].createSendStream(dataOutput, i); // 传输流开始 sendStream.start();

 

2.2 RTP媒体数据流的接收过程

接收方式为经由SessionManager到DataSource到Player,然后播放。上图即为Receive的整个设计构架，传送端送出数据后，接收端输入对方IP然后等待接收数据， 其中音频的端口为视频的端口加 2 。

 

部分代码及分析：

/* * 目的机建立RTP会话管理器原理和步骤基本与发送端一至，我们主要分析接收多媒体流的事件类。 */ public synchronized void update( ReceiveStreamEvent evt){ if(evt instanceof NewReceiveStreamEvent) {// 接收到一个新的数据流 // 根据获取的数据流获得一个数据源。这个数据源为播放使用 } else if (evt instanceof StreamMappedEvent) { // 数据流映射事件 // 如果当前数据源为NULL,根据这个事件获得一个Datasource,否则忽略 }else if (evt instanceof ByeEvent) {// 数据接收完毕 // 播放结束 } }

 

2.3 基于JMF 的RTP/RTCP 传输模型的整体设计

3. 参考资料

[1]JMF2.0 API Guide

[2] 台湾国立中央大学电机工程系通讯专题报告 VOIP