Maxkit

2024/09/30

RTSP

RTSP是1996年由 RealNetworks, Netscape, 哥倫比亞大學開發，提交草案給 IETF，1998年發布為 RFC2326，2016年RTSP 2.0 發布於 RFC 7826。RTSP 是串流媒體伺服器的控制協定，可建立與控制終端設備跟伺服器之間的多媒體 session。

RTSP 協定本身看起來跟 HTTP 類似，但 HTTP 本身是 stateless，而RTSP 是 stateful，故需要追蹤 session。RTSP 是用 TCP 連線，而多媒體本身，是用 RTP 傳輸，可以用 TCP 或 UDP，常見狀況是為求傳輸速度快，使用 UDP。

節錄一個 RTSP client 取得 RTSP 的封包過程

Options

查詢 RTSP server 支援的 command

Client -> Server

Request: OPTIONS rtsp://192.168.1.11:8554/mystream RTSP/1.0\r\n
CSeq: 2\r\n
User-Agent: LibVLC/3.0.20 (LIVE555 Streaming Media v2016.11.28)\r\n
\r\n

Server -> Client

Response: RTSP/1.0 200 OK\r\n
CSeq: 2\r\n
Public: DESCRIBE, ANNOUNCE, SETUP, PLAY, RECORD, PAUSE, GET_PARAMETER, TEARDOWN\r\n
Server: gortsplib\r\n
\r\n

Describe

查詢可處理的多媒體資料格式，server 以 SDP 方式回覆

Client -> Server

Request: DESCRIBE rtsp://192.168.1.11:8554/mystream RTSP/1.0\r\n
CSeq: 3\r\n
User-Agent: LibVLC/3.0.20 (LIVE555 Streaming Media v2016.11.28)\r\n
Accept: application/sdp\r\n
\r\n

Server -> Client

Response: RTSP/1.0 200 OK\r\n
CSeq: 3\r\n
Content-Base: rtsp://192.168.1.11:8554/mystream/\r\n
Content-length: 560
Content-type: application/sdp
Server: gortsplib\r\n
\r\n
Session Description Protocol Version (v): 0
Owner/Creator, Session Id (o): - 0 0 IN IP4 127.0.0.1
Session Name (s): test
Connection Information (c): IN IP4 0.0.0.0
Time Description, active time (t): 0 0
Media Description, name and address (m): video 0 RTP/AVP 96
Media Attribute (a): control:rtsp://192.168.1.11:8554/mystream/trackID=0
Media Attribute (a): rtpmap:96 H264/90000
Media Attribute (a): fmtp:96 packetization-mode=1; profile-level-id=640032; sprop-parameter-sets=Z2QAMqzIUB4AiflwEQAAAwPpAAC7gA8YMZY=,aOk4XLIs
Media Description, name and address (m): audio 0 RTP/AVP 97
Media Attribute (a): control:rtsp://192.168.1.11:8554/mystream/trackID=1
Media Attribute (a): rtpmap:97 mpeg4-generic/48000/2
Media Attribute (a): fmtp:97 config=1190; indexdeltalength=3; indexlength=3; mode=AAC-hbr; profile-level-id=1; sizelength=13; streamtype=5

Setup

要求 server 設定傳送某一個 media stream，setup 要在 play 之前完成

Client -> Server

Request: SETUP rtsp://192.168.1.11:8554/mystream/trackID=0 RTSP/1.0\r\n
CSeq: 4\r\n
User-Agent: LibVLC/3.0.20 (LIVE555 Streaming Media v2016.11.28)\r\n
Transport: RTP/AVP/TCP;unicast;interleaved=0-1
\r\n

Server -> Client

Response: RTSP/1.0 200 OK\r\n
CSeq: 4\r\n
Server: gortsplib\r\n
Session: 262553a7d5084e8fb57f9d8f485c89f4
Transport: RTP/AVP/TCP;unicast;interleaved=0-1;ssrc=03DAD41B
\r\n

Setup

client 透過 setup 跟 server 確認 stream session

Client -> Server

Request: SETUP rtsp://192.168.1.11:8554/mystream/trackID=1 RTSP/1.0\r\n
CSeq: 5\r\n
User-Agent: LibVLC/3.0.20 (LIVE555 Streaming Media v2016.11.28)\r\n
Transport: RTP/AVP/TCP;unicast;interleaved=2-3
Session: 262553a7d5084e8fb57f9d8f485c89f4
\r\n

Server -> Client

Response: RTSP/1.0 200 OK\r\n
CSeq: 5\r\n
Server: gortsplib\r\n
Session: 262553a7d5084e8fb57f9d8f485c89f4
Transport: RTP/AVP/TCP;unicast;interleaved=2-3;ssrc=294122AE
\r\n

Play

在 setup 設定的 session 裡面，開始播放 media

Client -> Server

Request: PLAY rtsp://192.168.1.11:8554/mystream/ RTSP/1.0\r\n
CSeq: 6\r\n
User-Agent: LibVLC/3.0.20 (LIVE555 Streaming Media v2016.11.28)\r\n
Session: 262553a7d5084e8fb57f9d8f485c89f4
Range: npt=0.000-\r\n
\r\n

Server -> Client

Response: RTSP/1.0 200 OK\r\n
CSeq: 6\r\n
RTP-Info: url=rtsp://192.168.1.11:8554/mystream/trackID=0;seq=10453;rtptime=1024864644,url=rtsp://192.168.1.11:8554/mystream/trackID=1;seq=4824;rtptime=3779844790\r\n
Server: gortsplib\r\n
Session: 262553a7d5084e8fb57f9d8f485c89f4
\r\n

RTP

用 RTP 的格式，傳送 media 內容

Server -> Client

10.. .... = Version: RFC 1889 Version (2)
..0. .... = Padding: False
...0 .... = Extension: False
.... 0000 = Contributing source identifiers count: 0
0... .... = Marker: False
Payload type: DynamicRTP-Type-96 (96)
Sequence number: 10453
Timestamp: 1024871144
Synchronization Source identifier: 0x03dad41b (64672795)
Payload: 09f0

Teardown

client 通知 server 停止播放 media

Client -> Server

Request: TEARDOWN rtsp://192.168.1.11:8554/mystream/ RTSP/1.0\r\n
CSeq: 7\r\n
User-Agent: LibVLC/3.0.20 (LIVE555 Streaming Media v2016.11.28)\r\n
Session: 262553a7d5084e8fb57f9d8f485c89f4
\r\n

References

即時串流協定 - 維基百科，自由的百科全書

2024/09/23

Secure Reliable Transport (SRT)

Secure Reliable Transport (SRT) 是開放的 video transport protocol，由 Halvision 提出，目的是要提供一個加密、低延遲的視訊串流傳輸協定，過去比較常見的協定是 RTMP, RTSP, HLS, WebRTC。SRT 是在 2013 年由 Haivision 發表，後來 Haivision 在 2017 年將 protocol 開放，交給 SRT Alliance，然後慢慢有更多廠商支援這個協定。

在這麼長久的網路視訊串流發展歷史中，RTMP 常見於網路影片直播，尤其是行動網路的直播，RTSP 常見於網路攝影機。RTMP 是以 TCP 為基礎，因為發展當時的網路頻寬不大，必須要用 TCP 本身的連線穩定度，封包傳送機制，來確保網路直播的可用性。

SRT 則是完全使用 UDP，在 Haivision 的文件中，提出 SRT 的延遲比 RTMP 少 2.5~3.2 倍。SRT 跟 RTP 的差異是，SRT 借鑒了 RTMP 控制機制，傳輸中除了 video 資料封包，還有控制封包，控制封包可根據網路延遲及品質，動態調整發送端的 video 發送速度，也能有限制地決定要不要重傳遺失的封包。

SRT 可套用加密機制，使用最常見的 AES-128/256 加密方法。

SRT 只是一種影片切割與包裝的方法，因此能適用於任何一種影片 codec。

Server

GitHub - Edward-Wu/srt-live-server: srt live server for low latency 這是一個 SRT streaming server。

安裝前，必須要先安裝 GitHub - Haivision/srt: Secure, Reliable, Transport SRT library，我們在 CentOS 測試，根據這個文件說明，依照以下步驟安裝

sudo yum install tcl pkgconfig openssl-devel cmake gcc gcc-c++ make automake
./configure
make
make install

安裝 SRT library 後，可安裝 server，下載 srt-live-server-master.zip，解壓縮後，直接 make 即可

sudo make

執行

cd bin
./sls -c ../sls.conf

Client

測試 SRT 可使用 OBS Studio

發布的網址為

srt://192.168.1.11:8080?streamid=uplive.sls.com/live/test

接收部分，可用 VLC video player 測試，網址為

srt://192.168.1.11:8080?streamid=live.sls.com/live/test

實際上實測，OBS 發佈到 VLC 接收，大約有 4~5 秒的延遲

iOS app

可安裝 Haivision Play Pro - Haivision iOS APP，這個 app 也可以接收 SRT streaming

設定方式如下

References

什麼是SRT 安全可靠傳輸協議

Secure Reliable Transport - Wikipedia

【ProAV Lab】SRT，互聯網上的最佳視訊串流協定 | Lumens

RTMP vs. SRT: Comparing Latency and Maximum Bandwidth - Haivision

2024/09/09

InfiniBand IB

作為網路互連的技術方案，Ethernet 跟 InfiniBand (IB) 兩者的發展目標不同，導致現在應用的領域跟範圍都不同。

使用場景

一般人比較常聽到 Ethernet，Ethernet 用在區域網路中，可將多個網路設備連接起來，以光纖連接 Internet，以無線網路連接手持設備。InfiniteBand 主要用在HPC 與 data center，這類對高頻寬低延遲的網路連接需求較高的應用場景

頻寬

Ethernet 的應用發展，並不是以高速頻寬為主要發展的重點，他的重點在讓多種異質網路終端能夠互相連接起來，所以頻寬並不是發展的重點。通常 Ethernet 是在 1Gbps 到 100 Gbps，而InfiniBand 可到 100 Gbps 或 200 Gbps，像這份報導的說明，InfiniBand進入400Gb/s世代，Nvidia新款網路交換器揭開序幕 | iThome 已經到了 400Gbps 的時代。

應用範圍

Ethneret 面向一般終端的消費者，用來做個人使用的資料傳輸並連接 Internet。InfiniBand 是用在大量的資料運算，在現在最熱門的 AI 時代，要建構一個 AI cluster，會使用 InfiniBand 作為 cluster 節點的連接技術。

InfiniBand 另一個應用是在超級電腦裡面，因為超級電腦叢集也需要這種高速低延遲的資料傳輸。

成本

InfiniBnad 的效能高，相對成本就很高，沒有特殊的需求，一般是不會使用 InfiniBand

網路模式

InfiniBand 比 Ethernet 容易管理，每一個 end node 會透過一個 layer 2 switch 配置網路節點 ID，再往上以 Router 統計計算網路資料轉發路徑。

Ethernet 是用硬體的 MAC 網路模式，往上使用 IP 搭配 ARP 建構網路，且網路本身沒有學習機制，容易產生環狀網路，這又要透過 STP 協定解決，增加了網路的複雜度

Socket Direct Protocol (SDP)

Trail: Sockets Direct Protocol (The Java™ Tutorials)

Java 7 Sockets Direct Protocol – Write Once, Run Everywhere …. and Run (Some Places) Blazingly - InfoQ

SDP

在 JDK 7 裡面，就提供了一種不同於 TCP/IP 傳統的 Socket 網路的 Socket Direct Protocol，SDP 能夠透過 InifiBand 的 Remote Direct Memory Access (RDMA) ，以低延遲的方法，不透過 OS，遠端存取其他電腦的記憶體。

透過這張圖的說明，可以了解為什麼 SDP 能夠提供高速的通訊，傳統的 TCP/IP 需要一層一層接過 Application Layer -> Transport Layer -> Network Layer -> Physical Layer，SDP 則是從 Application 一步直接穿到 RDMA enabled channel adapter card

參考這個連結的圖片: SDP