Real-time Transport Protocol

Протокол RTP (англ. Real-time Transport Protocol) работает на прикладном уровне (OSI - 7) и используется при передаче трафика реального времени. Протокол был разработан Audio-Video Transport Working Group в IETF и впервые опубликован в 1996 году как RFC 1889 (RFC 1889 является устаревшим с момента выхода RFC 3550 в 2003 году).

Протокол RTP переносит в своём заголовке данные, необходимые для восстановления аудиоданных или видеоизображения в приёмном узле, а также данные о типе кодирования информации (JPEG, MPEG и т. п.). В заголовке данного протокола, в частности, передаются временная метка и номер пакета. Эти параметры позволяют при минимальных задержках определить порядок и момент декодирования каждого пакета, а также интерполировать потерянные пакеты.

RTP не имеет стандартного зарезервированного номера порта. Единственное ограничение состоит в том, что соединение проходит с использованием чётного номера, а следующий нечётный номер используется для связи по протоколу RTCP. Тот факт, что RTP использует динамически назначаемые адреса портов, создаёт ему трудности для прохождения межсетевых экранов, для обхода этой проблемы, как правило, используется STUN-сервер.

Установление и разрыв соединения не входят в список возможностей RTP, такие действия выполняются сигнальным протоколом (например, RTSP или SIP протоколом).

Описание протокола

RTP был разработан как протокол реального времени, из конца в конец (end-to-end), для передачи потоковых данных. В протокол заложена возможность компенсации джиттера и обнаружения нарушения последовательности пакетов данных — типичных событий при передаче через IP-сети. RTP поддерживает передачу данных для нескольких адресатов через Multicast.[1] RTP рассматривается как основной стандарт для передачи голоса и видео в IP-сетях и совместно с кодеками.

Приложения, формирующие потоки реального времени, требуют своевременной доставки информации и для достижения этой цели могут допустить некоторую потерю пакетов. Например, потеря пакета в аудиоприложении может привести к доле секунды тишины, которая может быть незаметна при использовании подходящих алгоритмов скрытия ошибок.[2] Протокол TCP, хотя и стандартизирован для передачи RTP,[3] как правило, не используется в RTP-приложениях, так как надежность передачи в TCP формирует временные задержки. Вместо этого большинство реализаций RTP базируется на UDP. Кроме этого, существуют другие спецификации для транспортных протоколов SCTP и DCCP, но они мало распространены.[4][5]

Компоненты протокола

Спецификация RTP описывает четыре подпротокола:

  • Протокол передачи данных, RTP, который взаимодействует с передачей данных реального времени. Информация, предоставляемая посредством этого протокола, включает в себя отметку времени (для синхронизации), последовательный номер (для детектирования потери и дублирования пакетов) и формат полезной нагрузки, который определяет формат кодирования данных, т.н. профиль данных RTP.
  • Протокол контроля, RTCP, используемый для определения качества обслуживания (QoS), обратной связи и синхронизации между медиапотоками. Занимаемая полоса пропускания RTCP мала в сравнении с RTP, обычно около 5 %.
  • Управляющий сигнальный протокол, такой как SIP, H.323, MGCP или H.248. Сигнальные протоколы управляют открытием, модификацией и закрытием RTP-сессий между устройствами и приложениями реального времени.
  • Управляющий протокол описания медиа, такой как Session Description Protocol или H.245, определяет профиль данных RTP для каждой из участников медиа-сессии

Сессии

RTP-сессия устанавливается для каждого потока мультимедиа. Сессия состоит из IP-адреса и пары портов для RTP и RTCP. Например, аудио- и видеопотоки будут иметь различные RTP-сессии, позволяющие приемнику для этого выделить конкретный поток.[6] Порты, которые образуют сессию, связываются друг с другом средствами других протоколов, таких как SIP (содержащий в своих сообщениях протокол SDP[7]) и RTSP (используя SDP в методе Setup). В соответствии со спецификацией, RTP не имеет стандартного зарезервированного номера порта. Единственное ограничение состоит в том, что соединение проходит с использованием чётного номера, а следующий нечётный номер используется для связи по протоколу RTCP. RTP и RTCP обычно используют непривилегированные UDP-порты (16k-32k), но могут использовать и другие порты, поскольку сам протокол RTP независим от транспортного уровня.

Структура пакета

+ Биты 0-1 2 3 4-7 8 9-15 16-31
0 Ver. P X CC M PT Порядковый номер
32 Метка времени
64 SSRC-идентификатор
96, если CC>0 [CSRC-идентификаторы]
96+(CC×32), если X=1 [Заголовок расширения — определённое профилем значение] [Заголовок расширения — количество блоков данных по 32 бита (EHL)]
96+(CC×32)+32 [Заголовок расширения — блоки данных]
96+(CC×32)+X*(32+32×EHL)  
Данные
 
если P=1 Заполнение (Padding data) L

0-1  — Ver. (2 бита) указывает версию протокола. Текущая версия — 2.
2  — P (один бит) используется в случаях, когда RTP-пакет дополняется пустыми байтами на конце.
3  — X (один бит) используется для указания расширений протокола, задействованных в пакете.
4-7 — CC (4 бита) содержит количество CSRC-идентификаторов, следующих за постоянным заголовком.
8  — M (один бит) используется на уровне приложения и определяется профилем. Если это поле установлено, то данные пакета имеют какое-то особое значение для приложения.
9-15  — PT (7 бит) указывает формат полезной нагрузки и определяет её интерпретацию приложением.
64-95 — SSRC указывает источник синхронизации.
EHL (Extension Header Length) — количество 32-битных слов в блоке данных расширения заголовка.
L — последний байт в пакете, определяющий длину области заполнения в байтах (используется для выравнивания в последнем пакете).

Спецификация RTP

См. также

Ссылки

Примечания

  1. ↑ Daniel Hardy. Network (неопр.). — De Boeck Université, 2002. — С. 298.
  2. ↑ Colin Perkins, p.46
  3. ↑ RFC 4571
  4. ↑ Farrel, Adrian. The Internet and its protocols (неопр.). — Morgan Kaufmann, 2004. — С. 363. — ISBN 9781558609136.
  5. ↑ Ozaktas, Haldun M.; Levent Onural. THREE-DIMENSIONAL TELEVISION (неопр.). — Springer[англ.], 2007. — С. 366. — ISBN 9783540725312.
  6. ↑ Zurawski, Richard. RTP, RTCP and RTSP protocols // The industrial information technology handbook (англ.). — CRC Press, 2004. — P. 28—7. — ISBN 9780849319853.
  7. ↑ RFC 4566: SDP: Session Description Protocol, M. Handley, V. Jacobson, C. Perkins, IETF (July 2006)