认识流媒体协议，从RTSP协议解析开始！
RTSP是Internet协议规范，是 TCP/IP 协议体系中的一个应用层协议级网络通信系统。专为娱乐（如音频和视频）和通信系统的使用，以控制流媒体服务器。该协议用于在端点之间建立和控制媒体会话。媒体服务器的客户端发出VHS样式的命令，例如：PLAY、PAUSE、SETUP、DESCRIBE、RECORD等等。以促进对从服务器到客户端或从客户端到服务器的媒体流进行实时控制。
RTSP传输过程
当用户或应用程序尝试从远程源流式传输视频时，客户端设备会向服务器发送RTSP请求，以确定可用选项，例如PLAY，PAUSE、SETUP。。。
然后，服务器返回它可以通过RTSP接受的请求类型的列表。
客户端知道如何发出请求后，便将媒体描述请求发送到流服务器。
服务器以媒体描述作为响应。
客户端从那里发送设置请求，服务器以有关传输机制的信息作为响应。
设置过程完成后，客户端将通过告诉服务器使用设置请求中指定的传输机制发送位流（二进制序列）来启动流传输过程。
客户端 ->服务器:DESCRIBE
服务器 ->客户端: 200 OK (SDP)
客户端 ->服务器:SETUP
服务器 ->客户端: 200 OK
客户端 ->服务器:PAUSE
...
协议的分析和学习少不了抓包，截屏个RTSP协议抓包的图：
为什么RTS协议那么重要
RTSP最初是一种允许用户直接从Internet播放音频和视频，而不必将媒体文件下载到其设备的方法。该协议已被应用于多种用途，包括互联网摄像机站点，在线教育和互联网广播。
RTSP使用与基本HTTP相同的概念，在很大程度上是为了兼容现有的Web基础结构。正因如此，HTTP的扩展机制大都可以直接引入到RTSP中。
RTSP协议还具有很大的灵活性。客户端可以请求他们要使用的功能，以找出媒体服务器是否支持它们。同样，拥有媒体的任何人都可以从多个服务器传递媒体流。该协议还旨在适应媒体的未来发展，以便媒体创建者可以在必要时修改协议。
RTSP协议指令
尽管RTSP在某些方面类似于HTTP，但它定义了可用于控制多媒体播放的控制序列。尽管HTTP是无状态的，但RTSP却具有状态。
在需要跟踪并发会话时使用标识符。像HTTP一样，RTSP使用TCP来维护端到端连接，端口号为554。
尽管大多数RTSP控制消息是由客户端发送到服务器的，但是某些命令却是朝着另一个方向（即从服务器到客户端）传递的。
下面我们来介绍基本的RTSP请求：
SETUP
SETUP请求指定必须如何传输单个媒体流。必须在发送PLAY请求之前完成此操作。
该请求包含媒体流URL和传输说明符。
该说明符通常包括一个本地端口，用于接收RTP数据（音频或视频），另一个用于RTCP数据（元信息）。
服务器答复通常会确认选定的参数，并填写缺少的部分，例如服务器的选定端口。必须先使用SETUP配置每个媒体流，然后才能发送聚合播放请求。
PLAY
PLAY请求将导致播放一个或所有媒体流。可以通过发送多个PLAY请求来堆叠播放请求。该URL可以是聚合URL（以播放所有媒体流），也可以是单个媒体流URL（仅播放该流）。
可以指定范围。如果未指定范围，则从头开始播放并播放到结尾，或者，如果流已暂停，则在暂停点恢复播放。
PAUSE
PAUSE请求会暂时中止一个或所有媒体流，因此稍后可以通过PLAY请求将其恢复。该请求包含聚合或媒体流URL。
PAUSE请求上的range参数指定何时暂停。如果省略range参数，则暂停将立即无限期地发生。
RECORD
此方法根据演示说明开始记录一系列媒体数据。时间戳反映开始时间和结束时间（UTC）。如果没有给出时间范围，请使用演示说明中提供的开始时间或结束时间。
如果会话已经开始，请立即开始录制。服务器决定是否将记录的数据存储在请求URl或其他URI下。
如果服务器未使用请求URI，则响应应为201，并包含描述请求状态并引用新资源的实体和位置标头。
ANNOUNCE
当从客户端发送到服务器时，ANNOUNCE将请求URL标识的演示或媒体对象的描述发布到服务器。ANNOUNCE会实时更新会话描述。
如果将新的媒体流添加到演示文稿中（例如，在现场演示文稿中），则应再次发送整个演示文稿说明，而不仅仅是其他组件，以便可以删除这些组件。
TEARDOWN
TEARDOWN请求用于终止会话。它停止所有媒体流并释放服务器上所有与会话相关的数据。
GET_PARAMETER
GET_PARAMETER请求检索URI中指定的表示形式或流的参数值。答复和响应的内容留给实现。
SET_PARAMETER
此方法要求为URI指定的表示或流设置参数值。
Wireshark RTSP协议解析实现
对RTSP协议的使用有了一个大概的了解之后，我们来解析实现一下RTSP协议。
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
/*RTSP 端口*/
#define RTSP_TCP_PORT_RANGE 554
typedef enum {
RTSP_REQUEST,
RTSP_REPLY,
RTSP_NOT_FIRST_LINE
} rtsp_type_t;
static const char *rtsp_methods[] = {
"DESCRIBE",
"ANNOUNCE",
"GET_PARAMETER",
"OPTIONS",
"PAUSE",
"PLAY",
"RECORD",
"REDIRECT",
"SETUP",
"SET_PARAMETER",
"TEARDOWN"
};
/* 用于RTSP统计 */
struct rtsp_info_value_t {
char *request_method;
unsigned long int response_code;
};
/*
假定一个字节数组（假定包含一个以空值结尾的字符串）作为参数，
并返回字符串的长度-即该数组的大小，对于空终止符的值减去1。
*/
#define STRLEN_CONST(str) (sizeof (str) - 1)
static const char rtsp_content_type[] = "Content-Type:";
static const char rtsp_transport[] = "Transport:";
static const char rtsp_sps_server_port[] = "server_port=";
static const char rtsp_cps_server_port[] = "client_port=";
static const char rtsp_sps_dest_addr[] = "dest_addr=";
static const char rtsp_cps_src_addr[] = "src_addr=";
static const char rtsp_rtp_udp_default[] = "rtp/avp";
static const char rtsp_rtp_udp[] = "rtp/avp/udp";
static const char rtsp_rtp_tcp[] = "rtp/avp/tcp";
static const char rtsp_rdt_feature_level[] = "RDTFeatureLevel";
static const char rtsp_real_rdt[] = "x-real-rdt/";
static const char rtsp_real_tng[] = "x-pn-tng/"; /* synonym for x-real-rdt */
static const char rtsp_inter[] = "interleaved=";
static const char rtsp_content_length[] = "Content-Length:";
static void rtsp_create_conversation(u_char *line_begin, size_t line_len,rtsp_type_t rtsp_type_packet)
{
char buf[256];
char *tmp;
bool rtp_udp_transport = false;
bool rtp_tcp_transport = false;
bool rdt_transport = false;
//bool is_video = false; /* 是否需要显示视频 */
unsigned int c_data_port, c_mon_port;
unsigned int s_data_port, s_mon_port;
unsigned int ipv4_1, ipv4_2, ipv4_3, ipv4_4;
if (rtsp_type_packet != RTSP_REPLY) {
return;
}
/* 将行复制到buf */
if (line_len > sizeof(buf) - 1)
{
/* 避免溢出缓冲区。 */
line_len = sizeof(buf) - 1;
}
memcpy(buf, line_begin, line_len);
buf[line_len] = '\0';
printf("%s\n",buf);
/* Get past "Transport:" and spaces */
tmp = buf + STRLEN_CONST(rtsp_transport);
//printf("tmp %s\n",tmp);
while (*tmp && isspace(*tmp))
tmp++;
if ((tmp = strstr(buf, rtsp_cps_src_addr)))
{
tmp += strlen(rtsp_cps_src_addr);
//printf("tmp ====== %s\n",tmp);
if (sscanf(tmp, "\"%u.%u.%u.%u:%u\"", &ipv4_1, &ipv4_2, &ipv4_3, &ipv4_4, &c_data_port) == 5)
{
char *tmp2;
char *tmp3;
//printf("ipv4_1 %d\n",ipv4_1);
//printf("ipv4_2 %d\n",ipv4_2);
//printf("ipv4_3 %d\n",ipv4_3);
//printf("ipv4_4 %d\n",ipv4_4);
printf("c_data_port %d\n",c_data_port);
//Skip leading
tmp++;
tmp2=strstr(tmp,":");
tmp3=strndup(tmp,tmp2-tmp);
printf("src_addr %s\n",tmp3);
free(tmp3);
}
}
if ((tmp = strstr(buf, rtsp_sps_dest_addr)))
{
tmp += strlen(rtsp_sps_dest_addr);
if (sscanf(tmp, "\":%u\"", &s_data_port) == 1)
{
/* :9 mean ignore */
if (s_data_port == 9) {
s_data_port = 0;
}
printf("s_data_port %d\n",s_data_port);
}
}
if ((tmp = strstr(buf, rtsp_sps_server_port))) {
tmp += strlen(rtsp_sps_server_port);
if (sscanf(tmp, "%u", &s_mon_port) == 1) {
printf("s_mon_port %d\n",s_mon_port);
}
}
}
static bool is_rtsp_request_or_reply( unsigned char *line, int offset, rtsp_type_t *type)
{
unsigned int ii = 0;
char *data = reinterpret_cast(line);
int tokenlen;
char response_chars[4];
struct rtsp_info_value_t rtsp_info;
char *token, *next_token;
/*这是RTSP的回复 ？ */
if ( strncasecmp("RTSP/", data, 5) == 0) {
/*
* Yes.
*/
*type = RTSP_REPLY;
/* 第一个标记是版本。 */
offset += 9;
memcpy(response_chars, data + offset, 3);
response_chars[3] = '\0';
rtsp_info.response_code = strtoul(response_chars, NULL, 10);
//printf("rtsp_info.response_code %d\n",rtsp_info.response_code);
return true;
}
/*
这是RTSP请求吗？
检查该行是否以RTSP请求方法之一开头。
*/
for (ii = 0; ii < sizeof rtsp_methods / sizeof rtsp_methods[0]; ii++) {
size_t len = strlen(rtsp_methods[ii]);
if (strncasecmp(rtsp_methods[ii], data, len) == 0 &&(isspace(data[len])))
{
*type = RTSP_REQUEST;
rtsp_info.request_method = strndupa(rtsp_methods[ii], len+1);
//printf("request_method: %s\n",rtsp_info.request_method);
return true;
}
}
/* 既不是请求也不是回应 */
*type = RTSP_NOT_FIRST_LINE;
return false;
}
/* 阅读回复消息的第一行 */
static void process_rtsp_reply(u_char *rtsp_data, int offset,rtsp_type_t rtsp_type_packet)
{
char *lineend = reinterpret_cast(rtsp_data + offset);
char *status = reinterpret_cast(rtsp_data );
char *status_start;
unsigned int status_i;
/* status code */
/* Skip protocol/version */
while (status < lineend && !isspace(*status))
status++;
/* Skip spaces */
while (status < lineend && isspace(*status))
status++;
/* Actual code number now */
status_start = status;
//printf("status_start %s\n",status_start);
status_i = 0;
while (status < lineend && isdigit(*status))
status_i = status_i * 10 + *status++ - '0';
//printf("status_i %d\n",status_i);
offset += strlen(lineend);
rtsp_create_conversation(rtsp_data,offset,rtsp_type_packet);
}
static void process_rtsp_request(u_char *rtsp_data, int offset,rtsp_type_t rtsp_type_packet)
{
char *lineend = reinterpret_cast(rtsp_data + offset);
// u_char *lineend = rtsp_data + offset;
unsigned int ii = 0;
char *url;
char *url_start;
char buf[256];
char *tmp;
int content_length = 0;
char content_type[256];
/* Request Methods */
for (ii = 0; ii < sizeof rtsp_methods / sizeof rtsp_methods[0]; ii++) {
size_t len = strlen(rtsp_methods[ii]);
if (strncasecmp(rtsp_methods[ii], lineend, len) == 0 &&(isspace(lineend[len])))
break;
}
//printf("process_rtsp_request 0x%.2X,0x%.2X,0x%.2X,0x%.2X\n",lineend[0],lineend[1],lineend[2],lineend[3]);
/* URL */
url = lineend;
/* Skip method name again */
while (url < lineend && !isspace(*url))
url++;
/* Skip spaces */
while (url < lineend && isspace(*url))
url++;
/* URL starts here */
url_start = url;
/* Scan to end of URL */
while (url < lineend && !isspace(*url))
url++;
printf("%s\n",url_start);
printf("111url %s\n",url);
if ((tmp = strstr(url_start, rtsp_content_type)))
{
tmp += strlen(rtsp_content_type);
if (sscanf(tmp, "%s", content_type) == 1)
{
//printf("content_type %s\n",content_type);
}
}
//Content-Length
if ((tmp = strstr(url_start, rtsp_content_length)))
{
tmp += strlen(rtsp_content_length);
if (sscanf(tmp, "%u", &content_length) == 1)
{
//printf("content_length %d\n",content_length);
}
}
}
void dissect_rtsp(u_char *rtsp_data)
{
int offset = 0;
rtsp_type_t rtsp_type_packet;
bool is_request_or_reply;
u_char *linep, *lineend;
u_char c;
//bool is_header = false;
is_request_or_reply = is_rtsp_request_or_reply(rtsp_data, offset, &rtsp_type_packet);
if (is_request_or_reply)
goto is_rtsp;
is_rtsp:
switch(rtsp_type_packet)
{
case RTSP_REQUEST:
process_rtsp_request(rtsp_data, offset,rtsp_type_packet);
break;
case RTSP_REPLY:
process_rtsp_reply(rtsp_data, offset,rtsp_type_packet);
break;
case RTSP_NOT_FIRST_LINE:
/* Drop through, it may well be a header line */
break;
default:
break;
}
}
static void dissect_rtsp_tcp(struct ip *pIp)
{
int iHeadLen = pIp->ip_hl*4;
int iPacketLen = ntohs(pIp->ip_len) - iHeadLen;
int offset = 0;
int nFragSeq = 0;
struct tcphdr *pTcpHdr = (struct tcphdr *)(((char *)pIp) + iHeadLen);
if (pIp->ip_p == IPPROTO_TCP && (ntohs(pTcpHdr->dest) == RTSP_TCP_PORT_RANGE)
|| (ntohs(pTcpHdr->source) == RTSP_TCP_PORT_RANGE) )/*仅处理TCP协议*/
{
int iPayloadLen = iPacketLen - pTcpHdr->doff*4;
//printf("TCP Payload Len %d\n",iPayloadLen);
u_char *RtspHdr = (u_char*)(pTcpHdr+1);
if (RtspHdr == NULL)
return;
u_char *RtspData = RtspHdr + 12; /*skip OPtions */
//printf("NtpHdr 0x%.2X,0x%.2X,0x%.2X,0x%.2X\n",RtspData[0],RtspData[1],RtspData[2],RtspData[3]);
dissect_rtsp(RtspData);
}
}
编译运行
RTSP是一种基于文本的协议，用回车换行(\r\n)作为每一行的结束符，其好处是，在使用过程中可以方便地增加自定义参数，也方便抓包分析。
从消息传送方向上来分，RTSP的报文有两类：请求报文和响应报文。请求报文是指从客户端向服务器发送的请求，响应报文是指从服务器到客户端的回应。
总结
RTSP对流媒体提供了诸如PLAY，PAUSE、SETUP等控制，但它本身并不传输数据，RTSP的作用相当于流媒体服务器的远程控制。
服务器端可以自行选择使用TCP或UDP来传送串流内容，它的语法和运作跟HTTP类似。更多解析请参考RFC官方文档，也是最权威的文档。