1 RTSP簡介
RTSP（Real Time Streaming Protocol）是由Real Network和Netscape共同提出的如何有效地在IP網絡上傳輸流媒體數據的應用層協議。RTSP對流媒體提供了諸如暫停，快進等控制，而它本身並不傳輸數據，RTSP的作用相當於流媒體服務器的遠程控制。服務器端可以自行選擇使用TCP或UDP來傳送串流內容，它的語法和運作跟HTTP 1.1類似，但並不特別強調時間同步，所以比較能容忍網絡延遲。而且允許同時多個串流需求控制（Multicast），除了可以降低服務器端的網絡用量，還可以支持多方視頻會議（Video onference）。 因爲與HTTP1.1的運作方式相似，所以代理服務器《Proxy》的快取功能《Cache》也同樣適用於RTSP，並因RTSP具有重新導向功能，可視實際負載情況來轉換提供服務的服務器，以避免過大的負載集中於同一服務器而造成延遲。
1.1 rtsp和http的區別和聯繫
（1）聯繫：兩者都用純文本來發送消息，且rtsp協議的語法也和HTTP類似。Rtsp一開始這樣設計，也是爲了能夠兼容使用以前寫的HTTP協議分析代碼 。
（2）區別：rtsp是有狀態的，不同的是RTSP的命令需要知道現在正處於一個什麼狀態，也就是說rtsp的命令總是按照順序來發送，某個命令總在另外一個命令之前要發送。Rtsp不管處於什麼狀態都不會去斷掉連接。，而http則不保存狀態，協議在發送一個命令以後，連接就會斷開，且命令之間是沒有依賴性的。rtsp協議使用554端口，http使用80端口。
1.2 rtsp和sip的區別和聯繫
SIP（Session Initiation Protocol），是基於IP的一個應用層控制協議。由於SIP是基於純文本的信令協議，可以管理不同接入網絡上的會話等。會話可以是終端設備之間任何類型的通信，如視頻會話、既時信息處理或協作會話。該協議不會定義或限制可使用的業務，傳輸、服務質量、計費、安全性等問題都由基本核心網絡和其它協議處理。
（1）聯繫：sip和rtsp都是應用層的控制協議，負責一次通信過程的建立和控制和結束，不負責中間的傳輸部分。他們都是基於純文本的信令協議，穿牆性能良好。支持tcp、udp，支持多方通信。他們都需要服務器支持，都支持會話中重定向。sip和rtsp 都使用sdp協議來傳送媒體參數，使用rtp（rtcp）協議來傳輸媒體流。
（2）區別：rtsp是專門爲流媒體制定的協議，在多個媒體流的時間同步方面比sip強大。rtsp還提供網絡負載均衡的功能，減輕服務器壓力和網絡帶寬要求。sip一般用來創建一次音頻、視頻通話（雙向），而rtsp一般用來做視頻點播、視頻監控等（單向）。當然，從原理上講，rtsp也可以做雙向的視頻通話。
1.3 RTSP和RTP（rtcp）的關係
rtsp負責建立和控制會話，rtp負責多媒體的傳輸，rtcp配合rtp做控制和流量統計，他們是合作的關係。
RTSP的消息
RTSP的消息有兩大類，一是請求消息(request)，一是迴應消息(response)，兩種消息的格式不同。
請求消息格式：
方法 URI RTSP版本 CR LF
消息頭 CR LF CR LF
消息體 CR LF
其中方法包括OPTIONS、SETUP、PLAY、TEARDOWN等，URI是接收方（服務端）的地址，例如：rtsp://192.168.22.136:5000/v0，每行後面的CR LF表示回車換行，需要接收端有相應的解析，最後一個消息頭需要有兩個CR LF。
迴應消息格式：
RTSP版本 狀態碼 解釋 CR LF
消息頭 CR LF CR LF
消息體 CR LF
其中RTSP版本一般都是RTSP/1.0，狀態碼是一個數值，200表示成功，解釋是與狀態碼對應的文本解釋。
狀態碼由三位數組成，表示方法執行的結果，定義如下：
1XX：保留，將來使用；
2XX：成功，操作被接收、理解、接受（received,understand,accepted）；
3XX：重定向，要完成操作必須進行進一步操作；
4XX：客戶端出錯，請求有語法錯誤或無法實現；
5XX：服務器出錯，服務器無法實現合法的請求。
1.4 附：RTSP、RTP & RTCP、SRTP & SRTCP、PS、TS、H.264關係
RTP：實時傳輸協議（Real-time Transport Protocol） 總稱，整個RTP協議由兩個密切相關的部分組成：RTP數據協議和RTP控制協議（即RTCP）
RTP/RTCP是實際傳輸數據的協議，RTP傳輸音頻/視頻數據，如果是PLAY，Server發送到Client端，如果是RECORD，可以由Client發送到Server
RTSP：實時流協議（Real Time Streaming Protocol，RTSP）顧名思義可以知道起對話和控制作用、RTSP的對話過程中SETUP可以確定RTP/RTCP使用的端口，PLAY/PAUSE/TEARDOWN可以開始或者停止RTP的發送等。
SRTP & SRTCP: 安全實時傳輸協議（Secure Real-time Transport Protocol或SRTP）是在實時傳輸協議（Real-time Transport Protocol或RTP）基礎上所定義的一個協議，旨在爲單播和多播應用程序中的實時傳輸協議的數據提供加密、消息認證、完整性保證和重放保護。它是由David Oran（思科）和Rolf Blom（愛立信）開發的，並最早由IETF於2004年3月作爲RFC 3711發佈。
PS/TS是ES流(Elementary Stream 媒體碼流)數據的網絡封裝，（PS是變長、TS定長）是RTP包中的數據荷載，PS/TS數據中，帶有視音頻同步顯示、解碼器等參數，所以這一級的協議數據需要播放器解析。
H264: 視頻編碼格式，PS包中的實際封裝的數據。類似的還有音頻編碼格式，圖片編碼格式都可以作爲PS\TS封裝中的實際數據。
2 RTSP方法
rtsp中定義的方法有：OPTIONS, DESCRIBE, SETUP, TEARDOWN, PLAY, PAUSE, SCALE, GET_PARAMETER, SET_PARAMETER
2.1 OPTION
目的是獲取服務器/客戶端支持的能力集:
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OPTIONS rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666 RTSP/1.0 CSeq: 1 //每個消息都有序號來標記，第一個包通常是option請求消息 User-Agent: VLC media player (LIVE555 Streaming Media v2005.11.10) |
服務器的迴應信息包括提供的一些方法,例如:
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RTSP/1.0 200 OK Server: UServer 0.9.7_rc1 Cseq: 1 //每個迴應消息的cseq數值和請求消息的cseq相對應 Public: OPTIONS, DESCRIBE, SETUP, TEARDOWN, PLAY, PAUSE, SCALE, GET_PARAMETER //服務器提供的可用方法 |
2.2 DESCRIBE
C向S發起DESCRIBE請求,爲了得到會話描述信息(SDP):
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DESCRIBE rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666 RTSP/1.0 CSeq: 2 token: Accept: application/sdp User-Agent: VLC media player (LIVE555 Streaming Media v2005.11.10) |
服務器迴應一些對此會話的描述信息(sdp):
關鍵字段：
Content-Type：一般是SDP
Content-length：一般是SDP的長度
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RTSP/1.0 200 OK Server: UServer 0.9.7_rc1 Cseq: 2 x-prev-url: rtsp://192.168.20.136:5000 x-next-url: rtsp://192.168.20.136:5000 x-Accept-Retransmit: our-retransmit x-Accept-Dynamic-Rate: 1 Cache-Control: must-revalidate Last-Modified: Fri, 10 Nov 2006 12:34:38 GMT Date: Fri, 10 Nov 2006 12:34:38 GMT Expires: Fri, 10 Nov 2006 12:34:38 GMT Content-Base: rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666/ Content-Length: 344 Content-Type: application/sdp v=0 //以下都是sdp信息 o=OnewaveUServerNG 1451516402 1025358037 IN IP4 192.168.20.136 s=/xxx666 u=http:/// e=admin@ c=IN IP4 0.0.0.0 t=0 0 a=isma-compliance:1,1.0,1 a=range:npt=0- m=video 0 RTP/AVP 96 //m表示媒體描述，下面是對會話中視頻通道的媒體描述 a=rtpmap:96 MP4V-ES/90000 a=fmtp:96 profile-level-id=245;config=000001B0F5000001B509000001000000012000C888B0E0E0FA62D089028307 a=control:trackID=0//trackID＝0表示視頻流用的是通道0 |
sdp的格式：
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v=<version> o=<username> <session id> <version> <network type> <address type> <address> s=<session name> i=<session description> u=<URI> e=<email address> p=<phone number> c=<network type> <address type> <connection address> b=<modifier>:<bandwidth-value> t=<start time> <stop time> r=<repeat interval> <active duration> <list of offsets from start-time> z=<adjustment time> <offset> <adjustment time> <offset> .... k=<method> k=<method>:<encryption key> a=<attribute> a=<attribute>:<value> m=<media> <port> <transport> <fmt list> v = （協議版本） o = （所有者/創建者和會話標識符） s = （會話名稱） i = * （會話信息） u = * （URI 描述） e = * （Email 地址） p = * （電話號碼） c = * （連接信息） b = * （帶寬信息） z = * （時間區域調整） k = * （加密密鑰） a = * （0 個或多個會話屬性行） 時間描述： t = （會話活動時間） r = * （0或多次重複次數） 媒體描述： m = （媒體名稱和傳輸地址） i = * （媒體標題） c = * （連接信息 — 如果包含在會話層則該字段可選） b = * （帶寬信息） k = * （加密密鑰） a = * （0 個或多個媒體屬性行） |
2.3 SETUP
關鍵字段：
Transport——傳輸方式
Transport: MP2T/RTP/UDP;unicast;destination=121.60.21.53;client_port=8342-8343,MP2T/RTP/TCP;unicast;destination=121.60.21.53;interleaved=0-1
客戶端提醒服務器建立會話,並確定傳輸模式:
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SETUP rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666/trackID=0 RTSP/1.0 CSeq: 3 Transport: RTP/AVP/TCP;unicast;interleaved=0-1 User-Agent: VLC media player (LIVE555 Streaming Media v2005.11.10) |
uri中帶有trackID＝0，表示對該通道進行設置。Transport參數設置了傳輸模式，包的結構。接下來的數據包頭部第二個字節位置就是interleaved，它的值是每個通道都不同的，trackID＝0的interleaved值有兩個0或1，0表示rtp包，1表示rtcp包，接受端根據interleaved的值來區別是哪種數據包。
服務器迴應信息:
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RTSP/1.0 200 OK Server: UServer 0.9.7_rc1 Cseq: 3 Session: 6310936469860791894 //服務器迴應的會話標識符 Cache-Control: no-cache Transport: RTP/AVP/TCP;unicast;interleaved=0-1;ssrc=6B8B4567 |
示例：
2.4 PLAY
關鍵字段：
Range——播放時間
Range: npt=0.0-end
Range:clock=20100318T021919.35Z-20100318T031919.80Z
Scale——播放速度
Scale: 1.0
相對時間描述——npt(normalplay time)
方法1 位置描述
beginning 節目起始點
now 當前播放點
end 節目結束點
方法2 時間描述
直接用數字形式表示與起始點的時間
絕對時間描述——clock
ISO 8601時間戳標準
客戶端發送播放請求:
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PLAY rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666 RTSP/1.0 CSeq: 4 Session: 6310936469860791894 Range: npt=0.000-end //設置播放時間的範圍 User-Agent: VLC media player (LIVE555 Streaming Media v2005.11.10) |
服務器迴應信息:
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RTSP/1.0 200 OK Server: UServer 0.9.7_rc1 Cseq: 4 Session: 6310936469860791894 Range: npt=0.000000- RTP-Info: url=trackID=0;seq=17040;rtptime=1467265309 |
seq和rtptime都是rtp包中的信息
示例：
2.5 TEARDOWN
客戶端發起關閉請求:
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TEARDOWN rtsp://192.168.20.136:5000/xxx666 RTSP/1.0 CSeq: 5 Session: 6310936469860791894 User-Agent: VLC media player (LIVE555 Streaming Media v2005.11.10) |
服務器迴應:
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RTSP/1.0 200 OK Server: UServer 0.9.7_rc1 Cseq: 5 Session: 6310936469860791894 Connection: Close |
示例：
2.6 PAUSE
暫停流媒體播放
關鍵字段：無從服務器獲取參數，目前主要獲取時間範圍
保持RTSP連接（發送空的GET_PARAMETER）
關鍵字段（電信擴展）：
x-Timeshift_Range: clock=20100318T021915.84Z-20100318T031915.84Z
x-Timeshift_Current: clock=20100318T031915.84Z
可能存在的問題：
長時間Pause後，RTSP的TCP連接超時中斷。解決辦法——定期發送心跳包維持連接（參見GET_PARAMETER）
2.7 GET_PARAMETER
從服務器獲取參數，目前主要獲取時間範圍，維持RTSP連接（心跳，發送空的GET_PARAMETER）
關鍵字段（電信擴展）：
x-Timeshift_Range: clock=20100318T021915.84Z-20100318T031915.84Z
x-Timeshift_Current: clock=20100318T031915.84Z
示例：
3 rtsp消息交互流程
1) 第一步：查詢服務器端可用方法
C->S:OPTION request //詢問S有哪些方法可用
S->C:OPTION response //S迴應信息的public頭字段中包括提供的所有可用方法過程。
2) 第二步：得到媒體描述信息
C->S:DESCRIBE request //要求得到S提供的媒體描述信息
S->C:DESCRIBE response //S迴應媒體描述信息，一般是sdp信息
3) 第三步：建立RTSP會話
C->S:SETUP request //通過Transport頭字段列出可接受的傳輸選項，請求S建立會話
S->C:SETUP response //S建立會話，通過Transport頭字段返回選擇的具體轉輸選項，
並返回建立的Session ID
4) 第四步：請求開始傳送數據
C->S:PLAY request //C請求S開始發送數據
S->C:PLAY response //S迴應該請求的信息
5) 第五步： 數據傳送播放中
S->C:發送流媒體數據 // 通過RTP協議傳送數據
6) 第六步：關閉會話，退出
C->S:TEARDOWN request //C請求關閉會話
S->C:TEARDOWN response //S迴應該請求
注：上述的過程只是標準的、友好的rtsp流程，但實際的需求中並不一定按此過程。其中第三和第四步是必需的！第一步，只要服務器客戶端約定好，有哪些方法可用，則option請求可以不要。第二步，如果有其他途徑得到媒體初始化描述信息（比如http請求等等），則不需要通過rtsp中的describe請求來完成。