网络流媒体协议的联系与区别 (RTP RTCP RTSP RTMP HLS)(转)

网络流媒体协议的联系与区别(RTP RTCP RTSP RTMP HLS)

RTP RTCP RTSP RTMP HLS 区别与联系

RTP传输流媒体数据、RTCP对RTP进行控制，同步、RTSP发起/终止流媒体RTP和RTCP互为姐妹关系，RTSP可以使用RTP来传输数据，但并没有绑定关系也可以使用TCP/UDPRTSP、RTMP、HLS都可以做直播和点播，它们是三种不同的应用层协议

流媒体各协议层次图

关于RTP(RTCP)协议位置的理解：

RTP 实际上介于应用层和传输层之间。同时具有应用层和传输层的各种特点。这个特点需要仔细甄别。

从应用开发者的角度看，RTP 应该是应用层的一个部分。在应用程序的发送端，开发者必须编写用 RTP 封装分组（数据包）的程序代码，然后把该 RTP 分组交给 UDP 套接字接口。在接收端设备，RTP 分组通过 UDP 套接字接口进入应用层程序后，会利用开发者编写的程序代码把 RTP 分组从应用数据块提取出来。RTP 实际上为视频程序的开发者提供了一个开发平台。

RTP 也可以理解为运输层协议，实际上 RTP 协议偏重于传输层，是 UDP 协议（用户数据报）上边的一层协议。因为 RTP 封装了多媒体应用（包括视频流、音频流）的数据块，关键是提供运输层的服务（时间戳，序号、同步源标识符等），因此可以把 RTP 看成一层 UDP 上的运输层子层协议，特别要注意是子层协议。

综合来看，RTP 协议实际上是一个介于传输层和应用层之间的协议，作用是在 UDP 协议之上完成一次对媒体流的封装。

基于 RTP 的流式媒体

流式传输是实现流媒体的关键技术。使用流式传输可以边下载边观看流媒体节目。由于 Internet 是基于分组传输的，所以接收端收到的数据包往往有延迟和乱序(流式传输构建在 UDP 上)

要实现流式传输，就要从降低延迟和恢复数据包时序入手。

「在发送端，为降低延迟，往往对传输数据进行预处理(降低质量和高效压缩(常见压缩格式如aac/h264...))」

「在接收端为了恢复时序，常采用接收缓冲，而为了实现媒体的流畅播放，一般会使用播放缓冲」

RTP

RTP(Real-time Transport Protocol)协议创建在 UDP 协议上常配合 RTSP 和 RTCP 一起使用。用于实时传输网络中的多媒体数据，提供端到端的实时传输服务，但并不保证服务质量，服务质量由 RTCP 来提供。

RTP 是流媒体协议族中最基础的一个协议了，它是 IETF 提出的一个标准，对应 RFC 文档 RFC3550，RFC3550 不仅定义了 RTP 还定义了配套相关协议 RTCP。

RTP协议主要职责就是负责流媒体数据包和媒体流的实时传输，每个RTP数据报文由头(header)和装载(Payload)两部分组成，其中头的前12个字节的含义是固定的，装载的数据可以是音频或视频数据。RTP数据报的报头格式如下所示:

「可以将RTP比作一辆货车，货车里面可以随意装东西，但是容积有限制，如果太大你就需要分包，一辆一辆装车发送过，另外可能也不一定按序到达对端，甚至可能失踪」

RTP载荷类型

因为有些类型由于诞生的较晚，没有具体的 PT 值，只能使用动态（dynamic）PT 值，即 96-127，这就是为什么大家普遍指定 H264 的 PT 值为 96。

rtp_payload_types[] = {
  {0, "PCMU",        AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_PCM_MULAW, 8000, 1},
  {3, "GSM",         AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_NONE, 8000, 1},
  {4, "G723",        AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_G723_1, 8000, 1},
  {5, "DVI4",        AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_NONE, 8000, 1},
  {6, "DVI4",        AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_NONE, 16000, 1},
  {7, "LPC",         AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_NONE, 8000, 1},
  {8, "PCMA",        AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_PCM_ALAW, 8000, 1},
  {9, "G722",        AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_ADPCM_G722, 8000, 1},
  {10, "L16",        AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_PCM_S16BE, 44100, 2},
  {11, "L16",        AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_PCM_S16BE, 44100, 1},
  {12, "QCELP",      AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_QCELP, 8000, 1},
  {13, "CN",         AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_NONE, 8000, 1},
  {14, "MPA",        AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_MP2, -1, -1},
  {14, "MPA",        AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_MP3, -1, -1},
  {15, "G728",       AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_NONE, 8000, 1},
  {16, "DVI4",       AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_NONE, 11025, 1},
  {17, "DVI4",       AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_NONE, 22050, 1},
  {18, "G729",       AVMEDIA_TYPE_AUDIO,   AV_CODEC_ID_NONE, 8000, 1},
  {25, "CelB",       AVMEDIA_TYPE_VIDEO,   AV_CODEC_ID_NONE, 90000, -1},
  {26, "JPEG",       AVMEDIA_TYPE_VIDEO,   AV_CODEC_ID_MJPEG, 90000, -1},
  {28, "nv",         AVMEDIA_TYPE_VIDEO,   AV_CODEC_ID_NONE, 90000, -1},
  {31, "H261",       AVMEDIA_TYPE_VIDEO,   AV_CODEC_ID_H261, 90000, -1},
  {32, "MPV",        AVMEDIA_TYPE_VIDEO,   AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO, 90000, -1},
  {32, "MPV",        AVMEDIA_TYPE_VIDEO,   AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO, 90000, -1},
  {33, "MP2T",       AVMEDIA_TYPE_DATA,    AV_CODEC_ID_MPEG2TS, 90000, -1},
  {34, "H263",       AVMEDIA_TYPE_VIDEO,   AV_CODEC_ID_H263, 90000, -1},
  {-1, "",           AVMEDIA_TYPE_UNKNOWN, AV_CODEC_ID_NONE, -1, -1}
};

RTCP

RTCP(Real-time Transport Control Protocol 或 RTP Control Protocol）是实时传输协议（RTP）的一个姐妹协议。

RTCP 常与 RTP 联合工作，RTP 实施实际数据的传输，RTCP 则负责将控制包送至电话中的每个人。其主要功能就是为RTP提供的服务质量做出反馈,同时同步音视频数据，它本身没不传递任何数据。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。

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，服务器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。

RTCP 根据所携带的控制信息不同 RTCP 信息包可分为RR (接收者报告包)、SR (源报告包)、SEDS (源描述包)、BYE (离开申明)和APP (特殊应包)5 类

RTSP

实时流协议（RTSP，Real-time Streaming Protocol）是一种用于控制声音或图像的流媒体议，并且允许控制多条流，但 RTSP 连接并没有被绑定传输层的连接（如 RTP），服务器甚至可以选择TCP或者UDP来传输流内容。

它的语法类似于 HTTP 1.1，但不强调时间的同步，因此比较可以容忍网络延迟，是一种基于文本的多媒体播放控制协议。RTSP 定义流格式，流数据可经由 RTP 传输；所以 RTSP 的实时效果非常好，适合视频聊天，视频监控等方向。

RTSP 的请求主要包括，如「描述(describe),设置(setup),播放(play),暂停(pause),回放(teardown),选项(options)」等，在 RTSP 对话期间，Setup可以指定 RTP/RTCP 使用的端口，「play，pause，teardown」可以开始和暂停 RTP 的发送。

RTSP 请求例

SETUP 请求SETUP 请求指定如何传输单个媒体流。这必须在发送 PLAY 请求之前完成。请求包含媒体流 URL 和传输说明符。该说明符通常包括用于接收 RTP 数据（音频或视频）的本地端口，另一个用于 RTCP 数据（元信息））。服务器回复通常会确认所选参数，并填写缺少的部分，例如服务器选择的端口。必须在发送聚合播放请求之前，使用 SETUP 配置每个媒体流。

C->S: SETUP rtsp://example.com/media.mp4/streamid=0 RTSP/1.0CSeq: 3Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=8000-8001

S->C: RTSP/1.0 200 OKCSeq: 3Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=8000-8001;server_port=9000-9001;ssrc=1234ABCDSession: 12345678

Play 播放请求Play 播放请求 将导致播放一个或所有媒体流。可以通过发送多个播放请求来堆叠播放请求。URL 可以是聚合 URL（播放所有媒体流）或单个媒体流 URL（仅播放该流）。可以指定范围。如果没有指定范围，流将从头开始播放，并播放到最后，或者如果流暂停，则在暂停点恢复播放。

C->S: PLAY rtsp://example.com/media.mp4 RTSP/1.0CSeq: 4Range: npt=5-20Session: 12345678

S->C: RTSP/1.0 200 OKCSeq: 4Session: 12345678RTP-Info: url=rtsp://example.com/media.mp4/streamid=0;seq=9810092;rtptime=3450012

PAUSE 暂停请求PAUSE 暂停请求 暂时停止一个或所有媒体流，因此稍后可以通过播放请求恢复。请求包含聚合或媒体流 URL。PAUSE 请求中的范围参数指定何时暂停。当省略范围参数时，暂停会立即无限期地发生。

C->S: PAUSE rtsp://example.com/media.mp4 RTSP/1.0CSeq: 5Session: 12345678

S->C: RTSP/1.0 200 OKCSeq: 5Session: 12345678

RTMP

RTMP(Real Time Messaging Protocol)实时消息传送协议是 Adobe Systems 公司为 Flash 播放器和服务器之间音频、视频和数据传输开发的开放应用层协议.

RTMP 传输层是 TCP 协议，不过这种可靠的保障也会造成一些问题，也就是说前面的数据包没有交付到目的地，后面的数据也无法进行传输。幸运的是，目前的网络带宽基本上可以满足 RTMP 协议传输普通质量视频的要求，而且一般延迟在延迟在 1-3 秒内。

RTMP 传输的数据的基本单元为 Message，但是实际上传输的最小单元是 Chunk（消息块），因为 RTMP 协议为了提升传输速度，在传输数据的时候，会把 Message 拆分开来，形成更小的块，这些块就是 Chunk。

RTMP 扩展

RTMP 是一个协议族，包括 RTMP 基本协议及 RTMPT/RTMPS/RTMPE 等多种变种：

工作在 TCP 之上的明文协议，使用端口 1935；

RTMPE 在 RTMP 的基础上增加了加密功能；

RTMPT 封装在 HTTP 请求之中，可穿越防火墙；

RTMPS 类似 RTMPT，但使用的是 HTTPS 连接；

RTMP 协议(Real Time Messaging Protocol)是被 Flash 用于对象,视频,音频的传输.这个协议建立在 TCP 协议或者轮询 HTTP 协议之上.

RTMP 协议就像一个用来装数据包的容器,这些数据既可以是 AMF 格式的数据,也可以是 FLV 中的视/音频数据.一个单一的连接可以通过不同的通道传输多路网络流.这些通道中的包都是按照固定大小的包传输的.

HLS

HTTP Live Streaming（HLS）是苹果公司(Apple Inc.)实现的基于 HTTP 的流媒体传输协议，可实现流媒体的直播和点播，主要应用在 iOS 系统，为 iOS 设备（如 iPhone、iPad）提供音视频直播和点播方案。HLS 点播，基本上就是常见的分段 HTTP 点播，不同在于，它的分段非常小。

相对于常见的流媒体直播协议，例如 RTMP 协议、RTSP 协议、MMS 协议等，HLS 直播最大的不同在于，「直播客户端获取到的，并不是一个完整的数据流。HLS协议在服务器端将直播数据流存储为连续的、很短时长的媒体文件（MPEG-TS格式），而客户端则不断的下载并播放这些小文件，因为服务器端总是会将最新的直播数据生成新的小文件，这样客户端只要不停的按顺序播放从服务器获取到的文件，就实现了直播。」由此可见，基本上可以认为，HLS 是以点播的技术方式来实现直播。由于数据通过 HTTP 协议传输，所以完全不用考虑防火墙或者代理的问题，而且分段文件的时长很短，客户端可以很快的选择和切换码率，以适应不同带宽条件下的播放。不过 HLS 的这种技术特点，决定了它的延迟一般总是会高于普通的流媒体直播协议。　

HLS 提供一个 m3u8 地址，Apple 的 Safari 浏览器直接就能打开 m3u8 地址，譬如香港卫视:http://live.hkstv.hk.lxdns.com/live/hks/playlist.m3u8

总结

RTP RTCP RTSP 区别与联系

RTP传输流媒体数据、RTCP对RTP进行控制，同步、RTSP发起/终止流媒体RTP和RTCP互为姐妹关系，RTSP可以使用RTP来传输数据，但并没有绑定关系也可以使用TCP/UDPRTSP、RTMP、HLS都可以做直播和点播，它们是三种不同的应用层协议

RTSP、RTMP、HLS 区别与联系

RTSP、RTMP、HLS都可以做直播和点播，它们是三种不同的应用层协议

HLS 延迟大，适合视频点播

RTSP 实时性最好，但是实现复杂，适合视频聊天和视频监控

RTMP 强在浏览器支持好，加载 flash 插件后就能直接播放，非常火，相反在浏览器里播放 rtsp 就很困难了

关于直播

直播应用中，RTMP 和 HLS 基本上可以覆盖所有客户端观看。

・RTSP 优势主要在于传输层可以使用 udp/rtp，实时性好，延迟可控制到 1s 内，・RTMP 主要优势在于延时相对较低(1-3s)，而且 RTMP 支持的很完善，能做到 flash 播放 RTMP 流长时间不断流，以前很多 SIP 的视频会议已被 RTMP 所取代。・HLS 的优势就是直接使用 http 协议请求流数据，可以在不同速率的版本间自由切换，实现无缝播放，缺点是延时比较大(10s 以上)。

三种协议各有各的优势，主要还是看场景选择，当然大点公司，可以做些私有协议来提供更好更符合场景的服务。