Когда мы, разговаривая по IP телефону, слышим голос собеседника в трубке, или, используя систему видеоконференцсвязи, общаемся со своими коллегами и родственниками, то обмениваемся непрерывным потоком данных. При передаче потоковых данных, таких как голос и видео через пакетную сеть, очень важно использовать такие механизмы, которые решали бы следующие задачи:
- Устранение эффекта потери пакетов
- Восстановление порядка и контроль поступления пакетов
- Сглаживание эффекта задержки (джиттера)
Именно для этих целей был разработан RTP (Real-time Transport Protocol) - протокол передачи в реальном времени, о котором пойдет речь в сегодняшней статье. Протокол разрабатывался в IETF группой Audio-Video Transport Working Group и описывается в рекомендации RFC 3550.
Как правило, RTP работает поверх протокола UDP (User Datagram Protocol), так как при передаче мультимедийных данных очень важно обеспечить их своевременную доставку.
RTP включает возможность определения типа полезной нагрузки и назначения последовательного номера пакета в потоке, а также применение временных меток.
На передающей стороне каждый пакет помечается временной меткой, принимающая сторона получает ее и определяет суммарную задержку, после чего вычисляется разница в суммарных задержках и определяется джиттер. Таким образом, появляется возможность установить постоянную задержку выдачи пакетов и тем самым снизить влияние джиттера.
Ещё одна функция RTP связана с возможными потерями пакетов при прохождении по IP сети, что выражается в появлении кратковременных пауз в разговоре. Внезапная тишина в телефонной трубке, как правило, очень негативно действует на слушателя, поэтому возможностями протокола RTP такие периоды тишины заполняются, так называемым,“комфортным шумом”
RTP работает в связке с еще одним протоколом IETF, а именно RTCP (Real - time Transport Control Protocol), который описывается в RFC 3550. RTCP предназначен для сбора статистической информации, определения качества обслуживания QoS (Quality of Service), а также для синхронизации между медиа потоками RTP-сессии.
Основная функция RTCP – установление обратной связи с приложением для отчета о качестве получаемой информации. Участники RTCP сессии обмениваются сведениями о числе полученных и утраченных пакетов, значении джиттера, задержке и т.д. На основе анализа этой информации принимается решение об изменении параметров передачи, например, для уменьшения коэффициента сжатия информации с целью улучшения качества ее передачи.
Для выполнения этих функций RTCP передает специальные сообщения определенных типов:
- SR - Sender Report - отчёт источника со статистической информацией о RTP сессии
- RR - Receiver Report - отчёт получателя со статистической информацией о RTP сессии
- SDES - содержит описание параметров источника, включая cname (имя пользователя)
- BYE – Инициирует завершение участия в группе
- APP - Описание функций приложения
RTP является протоколом однонаправленного действия, поэтому для организации двусторонней связи необходимо две RTP сессии, по одной с каждой стороны.
RTP-сессия определяется IP адресами участников, а также парой незарезервированных UDP портов из диапазона 16384 - 32767. Кроме того, для организации обратной связи с приложением необходимо также установить двустороннюю RTCP сессию. Для RTCP сессии занимаются порты с номером на единицу большим чем RTP. Так например, если для RTP выбран 19554 порт, то RTCP сессия займет 19555 порт. Наглядно формирование RTP/RTCP сессии представлено на рисунке ниже.
Стоит также отметить, что сам протокол RTP не имеет механизмов для самостоятельного установления сессии, эта задачу выполняют протоколы сигнализации, такие как SIP,H.323,SCCP , которые мы подробно рассматривали в предыдущих статьях.
