### RTP/RTCP标准规范详解
#### 一、引言
RTP (Real-time Transport Protocol) 以及 RTCP (Real-time Transport Control Protocol) 是一对专为实时应用设计的传输协议，旨在提供高质量的多媒体通信服务。RTP 主要负责媒体数据的传输，而 RTCP 则用于监控数据传输的质量并提供基本的控制功能。
#### 二、RTP使用场景
##### 2.1 简单多播音频会议
在简单的多播音频会议场景中，多个参与者共享一个网络通道，每个参与者发送音频流至一个多播地址，所有参与者都能够接收到这些音频流。RTP 在这种环境下能够高效地传输音频数据，实现低延迟的交流。
##### 2.2 音频和视频会议
对于更复杂的多媒体会议，除了音频外还可能包括视频流。在这种情况下，RTP 能够同时传输音频和视频数据，满足多媒体会议的需求。
##### 2.3 混频器和转换器
在某些应用场景下，需要将来自不同源的数据进行混合处理，例如将多个视频流合成一个。这里就涉及到了混频器和转换器的概念，它们可以修改 RTP 包的内容或格式，以便更好地适应不同的传输环境。
##### 2.4 分层编码
分层编码是一种技术，它允许媒体数据被分成多个优先级层次，这样即使在网络状况不佳的情况下也能保证最基本的服务质量。RTP 支持分层编码的应用，从而确保即使在部分数据丢失的情况下仍能保持良好的用户体验。
#### 三、定义
RTP 和 RTCP 的主要组成部分包括：
- **会话**: RTP 和 RTCP 使用会话来组织多媒体流。每个会话都有一个唯一的 SSRC (Synchronization Source Identifier) 来标识。
- **同步源(SSRC)**: 每个 RTP 或 RTCP 数据包都包含一个 SSRC 字段，用于标识产生该数据包的源。
- **贡献源(CSRC)**: 当数据经过混频器时，原始源的信息会被记录在 CSRC 字段中，以便接收者了解数据来源。
#### 四、字节序、校验和时间格式
RTP 规定了字节序为大端模式 (Big Endian)，这对于不同平台之间的数据交换非常重要。此外，时间戳字段采用统一的时间格式，便于不同设备间的同步。
#### 五、RTP数据传输协议
##### 5.1 RTP固定头域
RTP 报头包含固定部分和可变部分。固定部分包括版本号、填充标志、扩展标志、CSRC 计数、标记、负载类型、序列号、时间戳和同步源标识符等字段。
- **版本号(V)**: 表示 RTP 协议版本，目前为 2。
- **填充标志(P)**: 如果设置，则表示负载末尾有额外的填充字节。
- **扩展标志(X)**: 如果设置，则表示有一个额外的头部扩展字段。
- **CSRC 计数(CC)**: 表示贡献源数量。
- **标记(M)**: 通常用于指示关键帧或特定类型的帧。
- **负载类型(PT)**: 指示封装的数据类型。
- **序列号**: 用于标识 RTP 数据包的顺序。
- **时间戳**: 反映了数据的采样时刻。
- **同步源标识符(SSRC)**: 唯一标识产生该 RTP 数据包的源。
##### 5.2 多路复用 RTP 会话
当多个 RTP 流需要通过同一个端口传输时，可以使用多路复用来区分不同的会话。这通常是通过负载类型 (Payload Type) 来实现的。
##### 5.3 RTP头的配置文件详细变更
不同应用场景可能需要不同的 RTP 头部结构，例如添加新的字段或修改现有字段的含义。
#### 六、RTP控制协议（RTCP）
RTCP 主要用于监控 RTP 会话的状态，并提供必要的控制信息。
##### 6.1 RTCP包格式
RTCP 包含多种类型的包，如 SR (Sender Report)、RR (Receiver Report) 和 SDES (Source Description) 等。
- **SR**: 发送方报告，用于发送方周期性地报告自己的统计信息。
- **RR**: 接收方报告，用于反馈发送方数据传输的质量情况。
- **SDES**: 源描述，用于携带有关会话参与者的信息。
##### 6.2 RTCP传输间隔
RTCP 包的发送频率是根据参与者的数量动态调整的，以避免过度占用网络带宽。
##### 6.3 RTCP包的发送与接收规则
RTCP 包的发送和接收遵循特定的规则，例如发送频率、发送条件等。
- **计算 RTCP 传输间隔**: 根据会话中参与者的数量动态调整 RTCP 包的发送频率。
- **初始化**: 新加入的参与者需要初始化其 RTCP 参数。
- **接收 RTP 或 RTCP 包**: 接收者处理 RTP 或 RTCP 包时，需要更新相应的状态信息。
- **接收 RTCP BYE 包**: 当参与者离开会话时，会发送 BYE 包通知其他参与者。
- **SSRC 计时失效**: 如果长时间未收到某个 SSRC 的数据包，则认为该 SSRC 已经失效。
- **关于传输计时器的到期**: 当传输计时器到期时，需要发送 RTCP 包。
- **传输一个 BYE 包**: 当参与者退出会话时发送 BYE 包。
- **更新 we_sent**: 发送方更新已发送的 RTCP 包数量。
- **分配源描述带宽**: 控制 RTCP 包中 SDES 的带宽分配。
##### 6.4 发送方和接收方报告
SR 和 RR 包提供了重要的统计信息，有助于实时监控 RTP 会话的状态。
- **SR**: 包含发送方统计信息，如发送的数据量、丢包率等。
- **RR**: 包含接收方统计信息，如接收到的数据量、丢包率等。
- **扩展发送方和接收方报告**: 可以添加额外字段以提供更多细节。
- **分析发送方和接收方报告**: 通过对 SR 和 RR 包的分析，可以评估 RTP 会话的整体性能。
##### 6.5 SDES：源描述 RTCP 包
SDES 包用于携带关于会话参与者的信息。
- **CNAME**: 规范终端标识符，用于唯一标识参与者。
- **NAME**: 用户名，用于描述参与者的身份。
- **EMAIL**: 电子邮件地址，用于联系参与者。
#### 总结
RTP 和 RTCP 作为一对紧密配合的协议，共同构成了实时通信系统的核心基础。通过以上介绍可以看出，这两套协议不仅在技术上十分成熟，而且能够灵活适应各种应用场景，无论是简单的音频会议还是复杂的多媒体通信，都能提供可靠的支持。
