RTMP協議播放流程的實現及抓包分析

RTMP服務器搭建可參考：Nginx與Nginx-rtmp-module搭建RTMP視頻直播和點播服務器
     實時流協議（Real-TimeMessaging Protocol，RTMP）是用於互聯網上傳輸視音頻數據的網絡協議。本API提供了支持RTMP, RTMPT,RTMPE, RTMP RTMPS以及以上幾種協議的變種(RTMPTE, RTMPTS)協議所需的大部分客戶端功能以及少量的服務器功能。RTMP是目前各種網絡直播應用最核心的傳輸協議，也是互動直播採用最廣泛的協議。

     RTMP協議規定，播放一個流媒體有兩個前提步驟：第一步，建立一個網絡連接（NetConnection）；第二步，建立一個網絡流（NetStream）。其中，網絡連接代表服務器端應用程序和客戶端之間基礎的連通關係。網絡流代表了發送多媒體數據的通道。服務器和客戶端之間只能建立一個網絡連接，但是基於該連接可以創建很多網絡流。播放一個RTMP協議的流媒體需要經過以下幾個步驟：握手，建立連接，建立流，播放。RTMP連接都是以握手作爲開始的。建立連接階段用於建立客戶端與服務器之間的“網絡連接”；建立流階段用於建立客戶端與服務器之間的“網絡流”；播放階段用於傳輸視音頻數據。
一 RTMP保存爲FLV
使用librtmp接收RTMP流的函數執行流程圖如下圖所示。

InitSockets()：初始化Socket
RTMP_Alloc()：爲結構體“RTMP”分配內存。
RTMP_Init()：初始化結構體“RTMP”中的成員變量。
RTMP_SetupURL()：設置輸入的RTMP連接的URL。
RTMP_Connect()：建立RTMP連接，創建一個RTMP協議規範中的NetConnection。
RTMP_ConnectStream()：創建一個RTMP協議規範中的NetStream。
RTMP_Read()：從服務器讀取數據。
RTMP_Close()：關閉RTMP連接。
RTMP_Free()：釋放結構體“RTMP”。

CleanupSockets()：關閉Socket。

源代碼：

#include <stdio.h>
#include "librtmp/rtmp_sys.h"
#include "librtmp/log.h"

int InitSockets()
{
    WORD version;
    WSADATA wsaData;
    version = MAKEWORD(1, 1);
    return (WSAStartup(version, &wsaData) == 0);
}

void CleanupSockets()
{
    WSACleanup();
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    InitSockets();

    double duration=-1;
    int nRead;
    //is live stream ?
    bool bLiveStream=true;


    int bufsize=1024*1024*10;
    char *buf=(char*)malloc(bufsize);
    memset(buf,0,bufsize);
    long countbufsize=0;

    FILE *fp=fopen("receive.flv","wb");
    if (!fp){
        RTMP_LogPrintf("Open File Error.\n");
        CleanupSockets();
        return -1;
    }

    /* set log level */
    //RTMP_LogLevel loglvl=RTMP_LOGDEBUG;
    //RTMP_LogSetLevel(loglvl);

    RTMP *rtmp=RTMP_Alloc();
    RTMP_Init(rtmp);
    //set connection timeout,default 30s
    rtmp->Link.timeout=10;
    // HKS's live URL
    if(!RTMP_SetupURL(rtmp,"rtmp://live.hkstv.hk.lxdns.com/live/hks"))
    {
        RTMP_Log(RTMP_LOGERROR,"SetupURL Err\n");
        RTMP_Free(rtmp);
        CleanupSockets();
        return -1;
    }
    if (bLiveStream){
        rtmp->Link.lFlags|=RTMP_LF_LIVE;
    }

    //1hour
    RTMP_SetBufferMS(rtmp, 3600*1000);

    if(!RTMP_Connect(rtmp,NULL)){
        RTMP_Log(RTMP_LOGERROR,"Connect Err\n");
        RTMP_Free(rtmp);
        CleanupSockets();
        return -1;
    }

    if(!RTMP_ConnectStream(rtmp,0)){
        RTMP_Log(RTMP_LOGERROR,"ConnectStream Err\n");
        RTMP_Close(rtmp);
        RTMP_Free(rtmp);
        CleanupSockets();
        return -1;
    }

    while(nRead=RTMP_Read(rtmp,buf,bufsize)){
        fwrite(buf,1,nRead,fp);

        countbufsize+=nRead;
        RTMP_LogPrintf("Receive: %5dByte, Total: %5.2fkB\n",nRead,countbufsize*1.0/1024);
    }

    if(fp)
        fclose(fp);

    if(buf){
        free(buf);
    }

    if(rtmp){
        RTMP_Close(rtmp);
        RTMP_Free(rtmp);
        CleanupSockets();
        rtmp=NULL;
    }
    return 0;
}

二 RTMP協議播放流程抓包分析

1  Wireshark抓RTMP包

用wireshark抓取RTMP包，打開如下：

2 握手（Handshake）

一個RTMP連接以握手開始，我們先看下圖：

首先我們要明確的是客戶端IP是192.168.1.50（我的電腦），192.168.1.123是RTMP服務器。

劇本應該是這樣子的：

1.RTMP協議是TCP協議的上層協議，所以必須要先建立TCP連接，所以就看到了1-4這幾個TCP三次握手的包。

2.客戶端向服務器發送C0塊（chunks），表示要和服務器握手，C0中包含版本號。

3.服務器收到C0後，檢查C0中的版本是否支持，如果支持發送S0作爲響應，否則應該終止連接。

4.客戶端和服務器都分別等待C1和S1，等待版本確認。

5.客戶端收到S1後發送C2，服務器收到C1後發送S2（確認發送，測試握手完成。）

然而，協議的實際執行卻不是按照劇本來的（如果按劇本來，延遲就要大大增大了），實際執行是這樣的：

1.RTMP協議是TCP協議的上層協議，所以必須要先建立TCP連接，所以就看到了1-4這幾個TCP三次握手的包。

2.客戶端發送的是C0+C1塊，直接告訴服務器我發的版本我自己確認了。

3.服務器更狠，一個大嘴巴子就抽回來了（發送S0+S1+S2）。

4.客戶端收到後，發送C2，握手完成！

附上RTMP協議中的流程圖：

3 建立一個網絡連接（NetConnection)

提示：網絡連接代表服務器應用程序和客戶端之間基礎的連通關係

我們接着看抓到的包：

RTMP握手完成後，要建立網絡連接。大家都知道一個普通的標準的rtmp流是什麼樣子的？rtmp://IP:PORT/APP/Stream 是不是這樣？

實際劇本是這樣子滴：

1.客戶端在發送C2的時候，順帶還發了一個請求連接的命令，要求與服務器應用建立網絡連接，這就是RTMP URL中的的Application。soga，是不是恍然大悟？

2.服務器在收到客戶端發送的連接請求後發送如下信息：

主要是告訴客戶端確認窗口大小，設置節點帶寬，然後服務器把“連接”連接到指定的應用並返回結果，“網絡連接成功”。並且返回流開始的的消息（Stream Begin 0）。

3.客戶端在收到服務器發來的消息後，返回確認窗口大小，此時網絡連接創建完成。

協議流程圖：

4 建立一個網絡流（NetStream）

提示：網絡流代表了發送多媒體數據的通道。服務器和客戶端之間只能建立一個網絡連接，且多個網絡流可以複用這一個網絡連接。

接着看抓包：

現在地洞挖好了，就差鋪鐵軌了！

1.客戶端向服務器發送請求創建流（createStream）。

2.服務器收到請求後向客戶端發送_result()，對創建流的消息進行響應。此時NetStream創建完成。

協議流程圖：

5 播放

提示：主要功能：傳輸音視頻數據

看抓包：

萬事具備，只欠東風了。

1.客戶端向服務器發送播放命令，請求播放stream，並設置Buffer Length 1，3000ms。

2.服務器收到請求後，向客戶端發送設置塊大小的協議消息，並且還附加了一堆其他的消息一起發送：

包括 Stream Begin（告知客戶端流ID爲0）、NetStream.Play.Start（ 告知客戶端播放成功）等。

3. 服務器向客戶端發送推流通知，並附帶元數據信息（分辨率、幀率、音頻採樣率、音頻碼率等等）和視頻、音頻數據。此時客戶端就可以開始正常播放rtmp流了。 協議流程圖：

Reference:

http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/42104893

http://blog.csdn.net/wishfly/article/details/52965787

http://blog.csdn.net/shangmingyang/article/details/50837852

http://blog.chinaunix.net/uid-17102734-id-3986995.html

http://befo.io/306.html