UDP、TCP、RTP三种协议的总结

一、RTP协议分析

1、 RTP概述

1.1. RTP是什么

RTP全名是Real-time Transport Protocol（实时传输协议）。它是IETF提出的一个标准，对应的RFC文档为RFC3550（RFC1889为其过期版本）。RFC3550不仅定义了RTP，而且定义了配套的相关协议RTCP（Real-time Transport Control Protocol，即实时传输控制协议）。RTP用来为IP网上的语音、图像、传真等多种需要实时传输的多媒体数据提供端到端的实时传输服务。RTP为Internet上端到端的实时传输提供时间信息和流同步，但并不保证服务质量，服务质量由RTCP来提供。

1.2. RTP的应用环境

RTP用于在单播或多播网络中传送实时数据。它们典型的应用场合有如下几个。

（1）简单的多播音频会议。语音通信通过一个多播地址和一对端口来实现。一个用于音频数据（RTP），另一个用于控制包（RTCP）。

（2）音频和视频会议。如果在一次会议中同时使用了音频和视频会议，这两种媒体将分别在不同的RTP会话中传送，每一个会话使用不同的传输地址（IP地址＋端口）。如果一个用户同时使用了两个会话，则每个会话对应的RTCP包都使用规范化名字CNAME（Canonical Name）。与会者可以根据RTCP包中的CNAME来获取相关联的音频和视频，然后根据RTCP包中的计时信息(Network time protocol)来实现音频和视频的同步。

（3）翻译器和混合器。翻译器和混合器都是RTP级的中继系统。翻译器用在通过IP多播不能直接到达的用户区，例如发送者和接收者之间存在防火墙。当与会者能接收的音频编码格式不一样，比如有一个与会者通过一条低速链路接入到高速会议，这时就要使用混合器。在进入音频数据格式需要变化的网络前，混合器将来自一个源或多个源的音频包进行重构，并把重构后的多个音频合并，采用另一种音频编码进行编码后，再转发这个新的RTP包。从一个混合器出来的所有数据包要用混合器作为它们的同步源（SSRC，见RTP的封装）来识别，可以通过贡献源列表（CSRC表，见RTP的封装）可以确认谈话者。

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SIP交换中的SDP及RTP的工作过程

下面是一个典型的SIP会话

要传送媒体首先要建立一个媒体会话（Session）。建立媒体会话实际上就是通过SDP offer/answer交换进行就会话的媒体参数进行协商的一个过程。但在SIP中没有规定使用哪个SIP消息来携带一个SDP（offer或answer）。理论上，任何SIP消息的正文中都可以包含会话描述部分。但是，一个SIP中的会话描述并不一定是一个offer 或一个answer,只有符合在SIP标准RFCs中所描述的规则的会话描述才会被解释为一个offer或一个answer。offer/answer模型定义会话的更新。在SIP中，对话（dialog）用于将offer/answer交换及其要更新的会话联系起来。换句话说，只有在某个SIP对话中进行的offer/answer交换，才能更新该对话所管理的会话。

在SIP消息中承载offer/answer的规则定义在RFC 3261[1], RFC 3262 [2] 以及RFC 3311

[4]中。在这些RFCs中定义了六种在SIP消息中交换offer/answer的模式。

模式1和模式2是在RFC3261中定义 的，用于不支持可靠临时响应消息（1xx-rel）的SIP实体之间的会话建立。

模式1：UAC在INVITE请求中携带一个 offer, UAS在200 INVITE响应中返回answer。这是最常用的一种模式。

模式2：UAC在INVITE请求中没有携带 offer。UAS在200 INVITE响应中携带一个offer，UAC通过ACK返回answer。这种模式通常用于3PCC中。

模式3、模式4、模式5都是在RFC3262中 定义的，可用在支持100rel（可靠临时响应）扩展的SIP实体之间。其中模式3、模式4可用于会话建立。模式5只能用于会话参数更新。它们利用 1xx-rel响应消息来携带offer或answer来建立会话。

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实时传输协议(RTP),

实时传输协议(RTP)是什么意思

实时传输协议(RTP),实时传输协议(RTP)是什么意思

RTP简介

RTP是一种提供端对端传输服务的实时传输协议，用来支持在单目标广播和多目标广播网络服务中传输实时数据，而实时数据的传输则由RTCP协议来监视和控制。

RTP定义在RFC

使用RTP协议的应用程序运行在RTP之上，而执行RTP的程序运行在UDP的上层，目的是为了使用UDP的端口号和检查和。如图1所示，RTP可以看成是传输层的子层。由多媒体应用程序生成的声音和电视数据块被封装在RTP信息包中，每个RTP信息包被封装在UDP消息段中，然后再封装在IP数据包中。

信息包的结构包含广泛用于多媒体的若干个域，包括声音点播(audio-on-demand)、影视点播(video on demand)、因特网电话(Internet telephony)和电视会议(videoconferencing)。RTP的规格没有对声音和电视的压缩格式制定标准，它可以被用来传输普通格式的文件。例如，WAV或者GSM(Global System for Mobile communications)格式的声音、MPEG-1和MPEG-2的电视，也可以用来传输专有格式存储的声音和电视文件。

从应用开发人员的角度来看，可把RTP执行程序看成是应用程序的一部分，因为开发人员必需把RTP集成到应用程序中。在发送端，开发人员必需把执行RTP协议的程序写入到创建RTP信息包的应用程序中，然后应用程序把RTP信息包发送到UDP的套接接口(socket interface)，如图2所示；同样，在接收端，RTP信息包通过UDP套接接口输入到应用程序，因此开发人员必需把执行RTP协议的程序写入到从RTP信息包中抽出媒体数据的应用程序。

现以用RTP传输声音为例来说明它的工作过程。假设音源的声音是64 kb/s的PCM编码声音，并假设应用程序取20毫秒的编码数据为一个数据块(chunk)，即在一个数据块中有160个字节的声音数据。应用程序需要为这块声音数据添加RTP标题生成RTP信息包，这个标题包括声音数据的类型、顺序号和时间戳。然后RTP信息包被送到UDP套接接口，在那里再被封装在UDP信息包中。在接收端，应用程序从套接接口处接收RTP信息包，并从RTP信息包中抽出声音数据块，然后使用RTP信息包的标题域中的信息正确地译码和播放声音。

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如果视频终端设置了固定防火墙端口

可以看到，默认的端口范围是： TCP端口 3230 ~ 3235 共6个端口 UDP端口 3230 ~ 3253 共24个端口 端口数 TCP：UDP是 1：6的关系。

默认端口是：

TCP端口 3230~3243 共14个端口 UDP端口 3230~3285 共56个端口 端口数 TCP：UDP是1：6的关系

H323协议的终端，默认采用1720端口建立会话连接，采用其他的某个TCP端口建立媒体控制连接，最终采用某几个UDP端口收发音视频数据流。

如果没有对Polycom的设备限制固定端口号，那么Polycom两台设备之间的会话是这样的：

A呼叫B，A使用TCP 1720 端口 连接 B TCP 1720 端口。（H.225）

双方协商了某个TCP端口（大于1024）用于协商媒体控制（H.245）例如A（TCP 3333），B（TCP 4444）

接着，双方协商出了一些UDP端口，用于传输RTP（语音视频数据包等）例如A（UDP 3600~3606）B（UDP 4600~4606）

最后，双方正常端口会话，所有端口关闭，置于空闲状态。

以上的举例，简单说明了双方之间会话用到的端口号，存在一个问题，由于协商很灵活，传输的端口号没有固定，对于网络的限制很敏感，要求1024以上的所有端口号都可能会用到。

针对这样的问题，解决的办法就是 限制在固定的端口范围。

UDP端口设置为3230-3237

UDP端口使用为8个。

3230为音频数据端口（RTP）

3231为音频RTCP端口

3232为视频数据端口（RTP）

3233为视频RTCP端口

3234为双流数据端口（RTP）

3235为双流RTCP端口

3236为FECC控制端口（RTP）

3237为FECC RTCP端口

要使用此遍历， Polycom HDX 系统和防火墙必须按如下方式配置： ? 在 Polycom HDX 系统上启用防火墙遍历。

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对于大多数IP应用需求而言，Keygoe交换机服务器是部署在公网上，对外只拥有一个公网IP地址。由于交换机本身每个DSP必须分配一个私网IP，因此需要借助路由器来进行组网。

通过路由器，交换机系统对内构建了一个小型局域网，但对外表现为一个公网IP。

通过路由器的NAT功能，交换机内部DSP的网络包可以到达外网，但外网的网络包还无法进入交换机内网，这需要另外通过路由器的端口映射（Portmapping）功能来实现。 端口映射的作用是将外网发到路由器某个端口的网络包直接转发到内网某个IP的端口，建立路由器外部端口到内网IP端口之间一一对应的映射关系，从而实现内外网双向的包交换。对于大多数路由器，NAT功能是默认开启的，只需要对端口映射进行额外设置，具体包括：

1、H.323协议服务端口 添加映射TCP协议H.323服务端口（缺省为1720）到Keygoe交换机服务器的IP地址（即VoIP 模块所在的IP）。

2、SIP协议服务端口 添加映射TCP+UDP协议SIP协议服务端口（缺省为5060）到Keygoe交换机服务器的IP地址（即VoIP模块所在的IP）。

3、DSP单元RTP服务端口 添加映射UDP协议各DSP单元RTP服务端口到各DSP单元的IP地址。 Keygoe交换机DSP单元的RTP服务端口在路由方式下的分配规则为：

RTP服务端口号＝RTP起始端口号＋（DSP单元号－1）×100＋（RTP通道号－1）×2 DSP单元1的第1通道端口号为10000，第30通道端口号为10058；

DSP单元2的第1通道端口号为10100，第30通道端口号为10158。

对于DSP单元1，需要添加映射UDP协议端口范围10000～10058到DSP单元1所在的IP； 对于DSP单元2，需要添加映射UDP协议端口范围10100～10158到DSP单元2所在的IP。 注意：在VoIP模块配置中，如果使用路由器组网，RTP协议参数里需要设置“网关LAN地址”；如果还启用了端口映射，还需要设置“网关WAN 地址”。

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RTP_3000测试流程

1） 将电路板正确连接PC后，打开名为“打包”文件夹，双击RTP_3000（测试版）.exe ，进入程序主界面。

在多选框 “端口号”中选择“COM1”，点击“设置端口”按钮，进入“端口设置”界面（默认设置为“9600,8,1，NONE”），设置完成后，点击“设置完成”按钮，确认设置。点击“打开端口”按钮（注意不能遗漏）。

2） 在“功能区”顺序点击按钮“测试打印 ->条码打印-> 内置logo -> 走纸-> 切纸”(顺序不可错)，程序执行相应功能，仔细观察打印结果。

3） 在输入区输入“ttttttttttt”并回车 ，点击“发送”按钮三次，并仔细观察打印情况。

4） 在“页面设置区”内选中“旋转”选择框，再点击发送按钮三次，并仔细观察打印情况，然后清空“旋转”选择框，再点击发送按钮三次，并仔细观察打印情况。按照以上模式，依次选择/清空“页面设置区”内全部选择框，并仔细观察它们的打印情况。

5） 点击“文件打开”按钮，“打包”文件夹，选择“logo.txt”文件，点击“文件打印”按钮，并仔细观察打印情况。

6） 点击“清空输入区”按钮，清空输入区，然后在输入区输入“1B6408”，并选中“CMD”选择框，点击发送按钮，此时开始走纸。

7） 点击“打印位图扩展”按钮，打开“位图打印”对话框，点击“设置位图”按钮，进入“打开位图”对话框，点击“添加位图”按钮，在“打包”文件夹中选择“logo.bmp”，点击“添加结果”，返回“位图打印”对话框，此时点击“查看文本”按钮，可以查看HEX记录文件。点击“打印位图”按钮，返回主界面同时开始打印，仔细观察打印结果。

8） 回到主界面，点击“关闭端口”，在端口号中选择“LPT1”，再次打开端口，

测试并口打印。

9） 并口打印测试流程与串口打印测试流程相同。（在打印位图流程中，并口打印时，在“打开位图”对话框中选择“X倍数”、“Y倍数”均为2倍，同时选中“相反计算”选择框，这样可以对比打印结果）

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实时传输协议（Real-time Transport Protocol，PRT）是在 Internet 上处理多媒体数据流的一种网络协议，利用它能够在一对一（unicast，单播）或者一对多（multicast，多播）的网络环境中实现传流媒体数据的实时传输。RTP 通常使用 UDP 来进行多媒体数据的传输，但如果需要的话可以使用 TCP 或者 ATM 等其它协议，整个 RTP 协议由两个密切相关的部分组成：RTP 数据协议和 RTP 控制协议。实时流协议（Real Time Streaming Protocol，RTSP）最早由 Real Networks 和 Netscape 公司共同提出，它位于 RTP 和 RTCP 之上，其目的是希望通过 IP 网络有效地传输多媒体数据。

2.1 RTP 数据协议

RTP 数据协议负责对流媒体数据进行封包并实现媒体流的实时传输，每一个RTP数据报都由头部（Header）和负载（Payload）两个部分组成，其中头部前 12 个字节的含义是固定的，而负载则可以是音频或者视频数据。RTP 数据报的头部格式如图 1 所示：

图 1 RTP 头部格式

其中比较重要的几个域及其意义如下：

? CSRC 记数（CC） 表示 CSRC 标识的数目。CSRC 标识紧跟在 RTP 固定头部之后，用来表示 RTP 数据报的来源，RTP 协议允许在同一个会话中存在多个数据源，它们可以通过 RTP 混合器合并为一个数据源。例如，可以产生一个 CSRC 列表来表示一个电话会议，该会议通过一个 RTP 混合器将所有讲话者的语音数据组合为一个 RTP 数据源。

? 负载类型（PT） 标明 RTP 负载的格式，包括所采用的编码算法、采样频率、承载通道等。例如，类型 2 表明该 RTP 数据包中承载的是用 ITU G.721 算法编码的语音数据，采样频率为 8000Hz，并且采用单声道。

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