自己动手写RTP服务器——用RTP协议传输TS流

上一篇文章我们介绍了关于RTP协议的知识,那么我们现在就自己写一个简单的传输TS流媒体的RTP服务器吧。

预备知识

关于TS流的格式:TS流封装的具体格式请参考文档ISO/IEC 13818-1。这里我们只需要了解一些简单的信息就好。首先TS流是有许多的TS Packet组成的,每个TS Packet的长度固定为188 bytes,每个packet都是以sync_byte:0x47开头。

MTU(Maximum Transmission Unit): 最大传输单元。是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小(以字节为单位)。最大传输单元这个参数通常与通信接口有关(网络接口卡、串口等)。例如:以太网无法接收大于1500 字节的数据包。

参考代码

下面我会把自己写的简单的代码贴出来,并且一步步地说明。

新建main.c文件,内容如下:

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <string.h>
  3. #include <sys/types.h>
  4. #include <sys/socket.h>
  5. #include <netinet/in.h>
  6. #define TS_PACKET_SIZE 188
  7. #define MTU 1500

说明:包含一些必要的头文件,并且定义了TS Packet的长度(188 bytes),MTU的限制(1500 bytes)。

  1. struct rtp_header{
  2. unsigned char cc:4;
  3. unsigned char x:1;
  4. unsigned char p:1;
  5. unsigned char v:2;
  6. unsigned char pt:7;
  7. unsigned char m:1;
  8. unsigned short sequence_number;
  9. unsigned int timestamp;
  10. unsigned int ssrc;
  11. };
  12. void init_rtp_header(struct rtp_header *h){
  13. h->v = 2;
  14. h->p = 0;
  15. h->x = 0;
  16. h->cc = 0;
  17. h->m = 0;
  18. h->pt = 33;
  19. h->sequence_number = 123;
  20. h->timestamp = 123;
  21. h->ssrc = 123;
  22. }

说明:这里定义了RTP Header的结构体,以及初始化的方法。这里用到了位域,这是实现协议的时候常常会用到的方法。

需要注意的是:

你会发现这里定义RTP Header的时候,上一篇讲到的具体顺序不同。原因是本机和网络字节流的顺序相反,如果按照v p x cc的顺序来定义一个byte,在这个byte内部v p x cc就会按照从低位到高位的顺序放置;而在RTP流中,应该是顺序从高位到低位放置的。所以每个byte我都把顺序做了倒置。

初始化RTP Header的函数的初始化值的意义请参考rfc3550。为了实现简单,其中的sequence_number、timestamp、ssrc,都是随意填写的。在发送包的时候需要将sequence_number递增。

  1. void sequence_number_increase(struct rtp_header *header){
  2. unsigned short sequence = ntohs(header->sequence_number);
  3. sequence++;
  4. header->sequence_number = htons(sequence);
  5. }

说明:这个函数的目的就是让sequence_number加一,还是由于本机与网络字节序不同的原因,所以显得略微复杂些。

  1. int main(){
  2. // RTP Packet we will send
  3. char buf[MTU];
  4. unsigned int count = 0;
  5. // Init RTP Header
  6. init_rtp_header((struct rtp_header*)buf);
  7. count = sizeof(struct rtp_header);
  8. // Init socket
  9. int sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
  10. struct sockaddr_in dest_addr;
  11. dest_addr.sin_family=AF_INET;
  12. dest_addr.sin_port = htons(6666);
  13. dest_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
  14. bzero(&(dest_addr.sin_zero),8);
  15. // Open TS file
  16. FILE *ts_file = fopen("/home/baby/Videos/480p.ts", "r+");

说明:终于到了main函数了,main函数的开始很简单,四个部分的初始化:代表RTP Packet的buffer,RTP Header,Socket,TS流媒体文件。如果你手头没有现成的TS文件,可以用ffmpeg转码得到一个ts文件:“ffmpeg -i video.xxx video.ts”, 其中 video.xxx 表示输入的视频文件,video.ts 为输出的TS文件。

  1. while(!feof(ts_file)){
  2. int read_len = fread(buf+count, 1, TS_PACKET_SIZE, ts_file);
  3. if(*(buf+count) != 0x47){
  4. fprintf(stderr, "Bad sync header!\n");
  5. continue;
  6. }
  7. count += read_len;
  8. if (count + TS_PACKET_SIZE > MTU){// We should send
  9. sequence_number_increase((struct rtp_header*)buf);
  10. sendto(sock, buf, count, 0, (const struct sockaddr*)&dest_addr, sizeof(dest_addr));
  11. count = sizeof(struct rtp_header);
  12. usleep(10000);
  13. }
  14. }
  15. fclose(ts_file);

说明:一切就绪后就可以不断的用UDP发送RTP Packet了。每次从ts_file中读取188 bytes,附加到buf之后,如果buf的长度还没用到达MTU的限制,那么就继续添加,否则就将buf发送出去。每次发送会将sequence_number加一,并且间隔10000微秒。当然这只是个简单的例子,实际发送视频是要根据时间戳的。

测试

短短几十行代码是否就能完成一个RTP服务器?我们需要用实验来验证。

我的测试环境是Linux,用gcc编译通过,使用VLC(MPlayer 测试也可以通过了)作为接收端。

首先启动我们的发送端程序,然后再执行“vlc rtp://127.0.0.1:6666”,等待几秒后,发现真的可以进行播放啦!

上一篇:一种简单的CQRS架构设计及其实现


下一篇:asp.net core系列 62 CQRS架构下Equinox开源项目分析