自己動手寫RTP服務器——用RTP協議傳輸TS流

上一篇文章我們介紹了關於RTP協議的知識，那么我們現在就自己寫一個簡單的傳輸TS流媒體的RTP服務器吧。

預備知識

關於TS流的格式：TS流封裝的具體格式請參考文檔ISO/IEC 13818-1。這里我們只需要了解一些簡單的信息就好。首先TS流是有許多的TS Packet組成的，每個TS Packet的長度固定為188 bytes，每個packet都是以sync_byte：0x47開頭。

MTU(Maximum Transmission Unit)： 最大傳輸單元。是指一種通信協議的某一層上面所能通過的最大數據包大小（以字節為單位）。最大傳輸單元這個參數通常與通信接口有關（網絡接口卡、串口等）。例如：以太網無法接收大於1500 字節的數據包。

參考代碼

下面我會把自己寫的簡單的代碼貼出來，並且一步步地說明。

新建main.c文件，內容如下：

 

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

#define TS_PACKET_SIZE 188
#define MTU 1500

說明：包含一些必要的頭文件，並且定義了TS Packet的長度(188 bytes)，MTU的限制(1500 bytes)。

 

 

struct rtp_header{
    unsigned char cc:4;
    unsigned char x:1;
    unsigned char p:1;
    unsigned char v:2;

    unsigned char pt:7;
    unsigned char m:1;

    unsigned short sequence_number;
    unsigned int timestamp;
    unsigned int ssrc;
};

void init_rtp_header(struct rtp_header *h){
    h->v = 2;
    h->p = 0;
    h->x = 0;
    h->cc = 0;
    h->m = 0;
    h->pt = 33;
    h->sequence_number = 123;
    h->timestamp = 123;
    h->ssrc = 123;
}

說明：這里定義了RTP Header的結構體，以及初始化的方法。這里用到了位域，這是實現協議的時候常常會用到的方法。

 

需要注意的是：

你會發現這里定義RTP Header的時候，上一篇講到的具體順序不同。原因是本機和網絡字節流的順序相反，如果按照v p x cc的順序來定義一個byte，在這個byte內部v p x cc就會按照從低位到高位的順序放置；而在RTP流中，應該是順序從高位到低位放置的。所以每個byte我都把順序做了倒置。

初始化RTP Header的函數的初始化值的意義請參考rfc3550。為了實現簡單，其中的sequence_number、timestamp、ssrc，都是隨意填寫的。在發送包的時候需要將sequence_number遞增。

 

void sequence_number_increase(struct rtp_header *header){
    unsigned short sequence = ntohs(header->sequence_number);
    sequence++;
    header->sequence_number = htons(sequence);
}

說明：這個函數的目的就是讓sequence_number加一，還是由於本機與網絡字節序不同的原因，所以顯得略微復雜些。

 

 

int main(){
    // RTP Packet we will send
    char buf[MTU];
    unsigned int count = 0;

    // Init RTP Header
    init_rtp_header((struct rtp_header*)buf);
    count = sizeof(struct rtp_header);

    // Init socket
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    struct sockaddr_in dest_addr;

    dest_addr.sin_family=AF_INET;
    dest_addr.sin_port = htons(6666);
    dest_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    bzero(&(dest_addr.sin_zero),8);

    // Open TS file
    FILE *ts_file = fopen("/home/baby/Videos/480p.ts", "r+");

說明：終於到了main函數了，main函數的開始很簡單，四個部分的初始化：代表RTP Packet的buffer，RTP Header，Socket，TS流媒體文件。如果你手頭沒有現成的TS文件，可以用ffmpeg轉碼得到一個ts文件：“ffmpeg -i video.xxx video.ts”， 其中 video.xxx 表示輸入的視頻文件，video.ts 為輸出的TS文件。

 

 

while(!feof(ts_file)){
    int read_len = fread(buf+count, 1, TS_PACKET_SIZE, ts_file);
    if(*(buf+count) != 0x47){
        fprintf(stderr, "Bad sync header!\n");
        continue;
    }
    count += read_len;

    if (count + TS_PACKET_SIZE > MTU){// We should send
        sequence_number_increase((struct rtp_header*)buf);
        sendto(sock, buf, count, 0, (const struct sockaddr*)&dest_addr, sizeof(dest_addr));
        count = sizeof(struct rtp_header);
        usleep(10000);
    }
}

fclose(ts_file);

說明：一切就緒后就可以不斷的用UDP發送RTP Packet了。每次從ts_file中讀取188 bytes，附加到buf之后，如果buf的長度還沒用到達MTU的限制，那么就繼續添加，否則就將buf發送出去。每次發送會將sequence_number加一，並且間隔10000微秒。當然這只是個簡單的例子，實際發送視頻是要根據時間戳的。

 

測試

短短幾十行代碼是否就能完成一個RTP服務器？我們需要用實驗來驗證。

我的測試環境是Linux，用gcc編譯通過，使用VLC(MPlayer 測試也可以通過了)作為接收端。

首先啟動我們的發送端程序，然后再執行“vlc rtp://127.0.0.1:6666”，等待幾秒后，發現真的可以進行播放啦！