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在 Coding 之前咱们先来简略介绍一下 RTP(Real-time Transport Protocol), 正如它的名字所说，用于互联网的实时传输协定，通过 IP 网络传输音频和视频的网络协议。
由音视频传输工作小组开发，1996 年首次公布，并提出了以下应用构想。
- 简略的多播音频会议
应用 IP 的多播服务进行语音通信。通过某种分配机制，获取多播组地址和端口对。一个端口用于音频数据的，另一个用于管制 (RTCP) 包，地址和端口信息被分发给预期的参与者。如果须要加密，可通过特定格局进行加密。
- 音视频会议
如果在会议中同时应用音视频媒体，那么它们是作为独自的 RTP 会话传输。音频，视频两个媒体别离应用不同的 UDP 端口对传输独自的 RTP 和 RTCP 数组包，多播地址可能雷同，可能不同。进行这种拆散的动机是如果参与者只想承受一种媒体，能够进行抉择。
- Mixer 和 Translator
咱们须要思考这样一种状况，在某个会议中，大多数人处于高速网络链路中，而某个中央的一小部分人只能低速率连贯。为了避免所有人应用低带宽，能够在低带宽区域搁置一个 RTP 级的中继器 Mixer。Mixer 将接管的音频报文从新同步为发送方 20 ms 恒定距离，重建音频为繁多流，音频编码为低速带宽的音频，而后转发给低速链路上的带宽数据包流。
- 分层编码
多媒体应用程序应该能调节传输速率以匹配接收者容量或适应网络拥塞。能够将调节速率的工作通过将分层编码和分层传输零碎相结合来实现接收器。在基于 IP 多播的 RTP 上下文中，每个 RTP 会话均承载在本人的多播组上。而后，接收者能够只通过退出组播组适合的子集来调整接管带宽。
RTP 数据包头部字段
只有当 Mixer 存在时，才会存在 CSRC 标识符列表。这些字段具备以下含意。前 12 个 8 位组在每一个包中都有。
- version (V): 2 bits
RTP 版本。
- 填充 (P): 1 bit
如果设置了填充位，包中蕴含至多一个填充 8 位组，其余填充位不属于 Payload。
- 扩大 (X): 1 bit
如果设置了扩大位则存在。
- CSRC 数量(CC): 4 bits
CSRC 数量蕴含在固定头中，CSRC 标识符数量。
- 标记 (M): 1 bit
标记由配置文件定义。用于标记数据包流中例如帧边界之类的重要事件。
- payload 类型(PT): 7 bits
该字段指出 RTP 有效载荷格局，由应用程序进行解释。接收者必须疏忽无奈了解的有效载荷类型的数据包。
- 序列号: 16 bits
每次 RTP 数据包发送时减少，可能用于接收者检测包失落并且复原包序列。
- 工夫戳: 32 bits
该字段反映了 RTP 数据包中第一个 8 位组的采样时刻。
- SSRC: 32 bits
标识同步源，这个标识符应该抉择随机，在同一个 RTP 对话的两个同步源应该有不同的同步标识。
- CSRC 列表：0 到 15 项，其中每项 32 bits
该字段示意对该 payload 数据做出奉献所有 SSRC。
Golang 的相干实现
RTP 的实现有一些，不过通过 Go 实现有一些益处。
- 易于测试
这里的易于测试不仅仅是体现在容易书写，可能疾速通过源码，函数间接生成相应测试函数。而且更重要的是可能提供相应的基准测试，提供计时，并行执行，内存统计等参数供开发者进行相应调整。
- 语言层面弱小的 Web 开发能力
可能基于语言层面疾速的对例 JSON 解析，字段封装。无需引入三方库。
- 性能较为优异
相比于 Python，Ruby 等解释型语言快，比 node, erlang 等语言更易书写。如果服务中须要用并发，内置关键字 go 就能够疾速起多个 goroutine。
Go 社区的 RTP 有 RTP 相干实现，对应的测试也比拟全面，简略介绍一下。
package_test.go (根底测试)
func TestBasic(t *testing.T) {p := &Packet{}
if err := p.Unmarshal([]byte{}); err == nil {t.Fatal("Unmarshal did not error on zero length packet")
}
rawPkt := []byte{
0x90, 0xe0, 0x69, 0x8f, 0xd9, 0xc2, 0x93, 0xda, 0x1c, 0x64,
0x27, 0x82, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x98, 0x36, 0xbe, 0x88, 0x9e,
}
parsedPacket := &Packet{
// 固定头部
Header: Header{
Marker: true,
Extension: true,
ExtensionProfile: 1,
Extensions: []Extension{{0, []byte{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,}},
},
Version: 2,
PayloadOffset: 20,
PayloadType: 96,
SequenceNumber: 27023,
Timestamp: 3653407706,
SSRC: 476325762,
CSRC: []uint32{},
},
// 无效负载
Payload: rawPkt[20:],
Raw: rawPkt,
}
// Unmarshal to the used Packet should work as well.
for i := 0; i < 2; i++ {t.Run(fmt.Sprintf("Run%d", i+1), func(t *testing.T) {if err := p.Unmarshal(rawPkt); err != nil {t.Error(err)
} else if !reflect.DeepEqual(p, parsedPacket) {t.Errorf("TestBasic unmarshal: got %#v, want %#v", p, parsedPacket)
}
if parsedPacket.Header.MarshalSize() != 20 {t.Errorf("wrong computed header marshal size")
} else if parsedPacket.MarshalSize() != len(rawPkt) {t.Errorf("wrong computed marshal size")
}
if p.PayloadOffset != 20 {t.Errorf("wrong payload offset: %d != %d", p.PayloadOffset, 20)
}
raw, err := p.Marshal()
if err != nil {t.Error(err)
} else if !reflect.DeepEqual(raw, rawPkt) {t.Errorf("TestBasic marshal: got %#v, want %#v", raw, rawPkt)
}
if p.PayloadOffset != 20 {t.Errorf("wrong payload offset: %d != %d", p.PayloadOffset, 20)
}
})
}
}
根本测试中，利用 Golang 自带的 Unmarshal 疾速将 byte 切片转换为相应构造体。缩小了相干封包，解包等代码的工作量。在网络传输中，也可能在语言层面间接实现大端，小端编码的转换，缩小编码的懊恼。
h.SequenceNumber = binary.BigEndian.Uint16(rawPacket[seqNumOffset : seqNumOffset+seqNumLength])
h.Timestamp = binary.BigEndian.Uint32(rawPacket[timestampOffset : timestampOffset+timestampLength])
h.SSRC = binary.BigEndian.Uint32(rawPacket[ssrcOffset : ssrcOffset+ssrcLength])其中对于切片的相干操作非常便捷，能够获取数组中的某一段数据，操作比拟灵便，在协定数据的传输过程中，通过切片，获取某段数据进行相应解决。
m := copy(buf[n:], p.Payload)
p.Raw = buf[:n+m]在实现实现后，Golang 的子测试可能进行嵌套测试。对执行特定测试用例特地有用，只有子测试实现后，父测试才会返回。
func TestVP8PartitionHeadChecker_IsPartitionHead(t *testing.T) {checker := &VP8PartitionHeadChecker{}
t.Run("SmallPacket", func(t *testing.T) {if checker.IsPartitionHead([]byte{0x00}) {t.Fatal("Small packet should not be the head of a new partition")
}
})
t.Run("SFlagON", func(t *testing.T) {if !checker.IsPartitionHead([]byte{0x10, 0x00, 0x00, 0x00}) {t.Fatal("Packet with S flag should be the head of a new partition")
}
})
t.Run("SFlagOFF", func(t *testing.T) {if checker.IsPartitionHead([]byte{0x00, 0x00, 0x00, 0x00}) {t.Fatal("Packet without S flag should not be the head of a new partition")
}
})
}更多的相干实现能够去 GitHub(https://github.com/pion/rtp) 上看一下实现源码。
结尾
如果人为去关注相干的传输细节，可能在底层消耗大量工夫，目前市面上有很多相干的实现计划，有开源的，和一些公司提供的一些计划。目前通过业界实际，陌陌，小米泛滥公司都采纳了声网的 SDK 去进行相干的业务工夫，局部公司甚至曾经将外围业务交由解决，可见其稳定性。集体去测试了一下他们的云课堂相干服务，回放，在线演示等性能非常便捷，能够节约大量开发工夫。
