自己动手写RTP服务器——用RTP协议传输TS流

上一篇文章我们介绍了关于RTP协议的知识，那么我们现在就自己写一个简单的传输TS流媒体的RTP服务器吧。

预备知识

关于TS流的格式：TS流封装的具体格式请参考文档ISO/IEC 13818-1。这里我们只需要了解一些简单的信息就好。首先TS流是有许多的TS Packet组成的，每个TS Packet的长度固定为188 bytes，每个packet都是以sync_byte：0x47开头。

MTU(Maximum Transmission Unit)： 最大传输单元。是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小（以字节为单位）。最大传输单元这个参数通常与通信接口有关（网络接口卡、串口等）。例如：以太网无法接收大于1500 字节的数据包。

参考代码

下面我会把自己写的简单的代码贴出来，并且一步步地说明。

新建main.c文件，内容如下：

#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

说明：包含一些必要的头文件，并且定义了TS Packet的长度(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;
}

说明：这里定义了RTP Header的结构体，以及初始化的方法。这里用到了位域，这是实现协议的时候常常会用到的方法。

需要注意的是：

你会发现这里定义RTP Header的时候，上一篇讲到的具体顺序不同。原因是本机和网络字节流的顺序相反，如果按照v p x cc的顺序来定义一个byte，在这个byte内部v p x cc就会按照从低位到高位的顺序放置；而在RTP流中，应该是顺序从高位到低位放置的。所以每个byte我都把顺序做了倒置。

初始化RTP Header的函数的初始化值的意义请参考rfc3550。为了实现简单，其中的sequence_number、timestamp、ssrc，都是随意填写的。在发送包的时候需要将sequence_number递增。

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

说明：这个函数的目的就是让sequence_number加一，还是由于本机与网络字节序不同的原因，所以显得略微复杂些。

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+");

说明：终于到了main函数了，main函数的开始很简单，四个部分的初始化：代表RTP Packet的buffer，RTP Header，Socket，TS流媒体文件。如果你手头没有现成的TS文件，可以用ffmpeg转码得到一个ts文件：“ffmpeg -i video.xxx video.ts”， 其中 video.xxx 表示输入的视频文件，video.ts 为输出的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!
");
        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);

说明：一切就绪后就可以不断的用UDP发送RTP Packet了。每次从ts_file中读取188 bytes，附加到buf之后，如果buf的长度还没用到达MTU的限制，那么就继续添加，否则就将buf发送出去。每次发送会将sequence_number加一，并且间隔10000微秒。当然这只是个简单的例子，实际发送视频是要根据时间戳的。

测试

短短几十行代码是否就能完成一个RTP服务器？我们需要用实验来验证。

我的测试环境是Linux，用gcc编译通过，使用VLC(MPlayer 测试也可以通过了)作为接收端。

首先启动我们的发送端程序，然后再执行“vlc rtp://127.0.0.1:6666”，等待几秒后，发现真的可以进行播放啦！