視訊直播原始碼開發中的流媒體協議:rtmp協議
一、概念與摘要
視訊直播原始碼的RTMP協議從屬於應用層,被設計用來在適合的傳輸協議(如TCP)上覆用和打包多媒體傳輸流(如音訊、視訊和互動內容)。RTMP提供了一套全雙工的可靠的多路複用訊息服務,類似於TCP協議[RFC0793],用來在一對結點之間並行傳輸帶時間戳的音訊流,視訊流,資料流。通常情況下,不同型別的訊息會被分配不同的優先順序,當網路傳輸能力受限時,優先順序用來控制訊息在網路底層的排隊順序。
二、RTMP塊流
視訊直播原始碼的實時訊息傳遞協議塊流(RTMP塊流)。它作為一款高階多媒體流協議提供了流的多路複用和打包服務。RTMP塊流被設計用來傳輸實時訊息協議,它可以使用任何協議來發送訊息流。每個訊息都包含時間戳和有效型別標識。RTMP塊流和RTMP適用於各種視聽傳播的應用程式,包括一對一的,和一對多的視訊直播、點播服務、互動會議應用程式。
當使用一個可靠的傳輸協議如TCP[RFC0793]時,RTMP塊流提供了一種可以在多個流中,基於時間戳的端到端交付所有訊息的方法。RTMP塊流不提供任何優先順序或類似形式的控制,但可以使用更高級別的協議來提供這樣的優先順序。例如,一個視訊伺服器可以根據傳送的時間或確認每個訊息的時間,來決定為一個網路差的使用者丟棄視訊資訊,以確保音訊資訊的及時接收。
RTMP塊流不僅包含了自己的協議控制資訊,同時也提供了一個更高級別的協議機制,用來嵌入使用者控制資訊。
訊息格式
視訊直播原始碼的訊息格式可以被分割成多個塊,用來在更高的協議中支援多路複用。在建立塊訊息格式時,應該包含以下欄位:
時間戳
訊息的時間戳。這個欄位佔用4位元組。
長度
訊息的有效長度。如果訊息頭不能被忽略,它應該包括長度。這個欄位在塊頭中佔用3位元組。
型別ID
各種型別的協議控制訊息的ID。這些訊息使用RTMP塊流協議和更高級別的協議來傳輸資訊。所有其他型別的ID可以用在高階協議,這對於RTMP塊流來說,是不透明的。事實上,RTMP塊流中沒有要求使用這些值作為型別;所有(無協議的)訊息可能是相同的型別,或者應用程式使用這個欄位來區分多個連線,而不是型別。這個欄位在塊頭中佔用1位元組。
訊息流ID
訊息流ID可以是任意值。當同一個塊流被複用到不同的訊息流中時,可以通過訊息流ID來區分它們。另外,對於RTMP塊流而言,這是一個不透明值。該欄位佔用4位元組,使用小端序。
握手
RTMP連線從握手開始。它包含三個固定大小的塊,不像其他的協議,是由頭部大小可變的塊組成的。
客戶端(初始化連線的一端)和服務端傳送同樣的三個塊。為了方便描述,客戶端傳送的三個塊命名為C0,C1,C2;服務端傳送的三個塊命名為S0,S1,S2。
握手序列
客戶端通過傳送C0和C1訊息來啟動握手過程。客戶端必須接收到S1訊息,然後傳送C2訊息。客戶端必須接收到S2訊息,然後傳送其他資料。
服務端必須接收到C0或者C1訊息,然後傳送S0和S1訊息。服務端必須接收到C1訊息,然後傳送S2訊息。服務端必須接收到C2訊息,然後傳送其他資料。
C0和S0格式
C0和S0包由一個位元組組成,下面是C0/S0包內的欄位:
1 2 3 4 5 |
|
版本(8位元)
在C0包內,這個欄位代表客戶端請求的RTMP版本號。在S0包內,這個欄位代表服務端選擇的RTMP版本號。此文件使用的版本是3。版本0-2用在早期的產品中,現在已經被棄用;版本4-31被預留用於後續產品;版本32-255(為了區分RTMP協議和文字協議,文字協議通常以可列印字元開始)不允許使用。如果伺服器無法識別客戶端的版本號,應該回復版本3。客戶端可以選擇降低到版本3,或者中止握手過程。
C1和S1格式
C1和S1包長度為1536位元組,包含以下欄位:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
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時間(4位元組)
本欄位包含一個時間戳,客戶端應該使用此欄位來標識所有流塊的時刻。時間戳取值可以為零或其他任意值。為了同步多個塊流,客戶端可能希望多個塊流使用相同的時間戳。
零(4位元組)
本欄位必須為零。
隨機資料(1528位元組)
本欄位可以包含任意資料。由於握手的雙方需要區分另一端,此欄位填充的資料必須足夠隨機(以防止與其他握手端混淆)。不過沒必要為此使用加密資料或動態資料。
C2和S2格式
C2和S2包長度為1536位元組,作為C1和S1的迴應,包含以下欄位:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
|
時間(4位元組)
本欄位必須包含對端傳送的時間戳。
時間(4位元組)
本欄位必須包含時間戳,取值為接收對端傳送過來的握手包的時刻。
隨機資料(1528位元組)
本欄位必須包含對端傳送過來的隨機資料。握手的雙方可以使用時間1和時間2欄位來估算網路連線的頻寬和/或延遲,但是不一定有用。
三、RMTP握手
握手過程示意圖
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 |
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下面是握手示意圖中提到的狀態:
未初始化
協議版本號在此階段傳送。客戶端和伺服器均處於未初始化狀態。客戶端傳送攜帶協議版本號的C0包。如果伺服器支援此版本,回覆S0和S1包。如果伺服器不支援此版本,使用適當的動作回覆。在RTMP協議中,此動作是中止連線。
注: 在”C0和S0格式”章節中提及,如果伺服器不支援客戶端的版本號,可以選擇降到版本3或中止。
傳送版本
視訊直播原始碼客戶端和伺服器雙方在未初始化狀態後,會進入傳送版本狀態。之後,視訊直播原始碼客戶端等待S1包,伺服器等待C1包。待接收到資料包,視訊直播原始碼客戶端傳送C2包,伺服器傳送S2包。然後,雙方都進入答覆狀態。客戶端等待C2的答覆,伺服器等待S2的答覆。
握手完成
視訊直播原始碼客戶端和伺服器交換訊息。
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