1 / 22

Dep. of Information and Communications Engineering at HUFS parksh01@gmail Soohyun Park

Real-time Streaming Protocols - RTP / RTCP / RTSP. Dep. of Information and Communications Engineering at HUFS parksh01@gmail.com Soohyun Park. Contents. Background Introduction RTP structure RTP’s basic operations / RTP header / The examples of analyzing for RTP packets

forest
Download Presentation

Dep. of Information and Communications Engineering at HUFS parksh01@gmail Soohyun Park

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Real-time Streaming Protocols - RTP / RTCP / RTSP Dep. of Information and Communications Engineering at HUFS parksh01@gmail.com Soohyun Park

  2. Contents • Background • Introduction • RTP structure • RTP’s basic operations / RTP header / The examples of analyzing for RTP packets • RTCP / RTCP header • RTCP’s message types • RTCP’s traffic control • RTSP • Summary

  3. Background (1/2) • 인터넷 트래픽양의 증가 • 이용자, host, 라우터, 응용, ISP의 증가 • 인터넷 트래픽내용의 변화 • 기존 텍스트 위주에서 실시간 멀티미디어 트래픽으로 • 멀티미디어 트래픽 • 그래픽, 이미지, 오디오, 동영상, ... • 실시간 트래픽(Rea-time Traffic) • Audio/Video Conference • 인터넷 폰 • 인터넷 방송 • Streaming A/V • 시간 제약성 고려, QoS또는 QoE보장 필요 RTP/RTCP RTP/RTCP BE (Best-Effort) Internet UDP UDP IP IP

  4. Background (2/2) • RTP profiles (Payload type) • RFC 2032 – RTP payload format for H.261 Video streams • RFC 2190 –RTP payload format for H.263 Video streams • RFC 2250 – RTP payload format for MPEG1/MPEG2 video • RFC 3984 –RTP payload format for H.264 Video streams • RFC 3016 – RTP payload format for MPEG-4 Audio/Visual streams • RFC 2435 – RTP payload format for JPEG-compressed video • RFC 3551 – RTP profile for Audio ad Video conferences with minimal control • RFC 3640 – RTP payload format for transport of MPEG-4 Elementary Streams • RFC 4175 – RTP payload format for uncompressed video

  5. Introduction • 실시간 트래픽 전달을 위한 새로운 프로토콜 • RTP(RFC 1889 : 1996년), RTSP(RFC 2326 : 1998년)가 2003년 RFC 3550에 포함됨 • ITU-TH.323에 채용됨 • N to N conference를 염두에 두고 설계 • 미국 마이크로소프트사의 비디오 회의 소프트 NetMeeting  등이 탑재 • RTP / RTCP의 동작 개념도

  6. RTP Architecture • Application Layer Framing (ALF) • 간단한 Framework으로 복잡한 TCP를 대신함 • Framework는 기본적 동작과 메시지 포맷 정도만 규정 • 실시간 트래픽에 유리 • 예로, 대부분의 오디오 재생 알고리즘은 데이터의 손실 또는 순서 오류 보다는 과도한 지연에 약하기 때문 • Framework+ AddOn = Complete protocol for specific application • RTP overhead • IP + UDP + RTP overhead = 20 + 8 + 12 = 40 Bytes

  7. 인터넷 Sender RTP’s basic operations • Time Stamping Real Time Data • Source가 모든 메시지에 Time Stamp 표시 • Receiver는 이를 받아 보고 메시지간 타이밍 정보를 추출 • Multicast Operation • A/V conference 염두 • 여러 참여자들이 멀티캐스트 그룹을 이룸 • Data traffic 뿐 아니라 control traffic도 그룹내에 멀티캐스트 됨 Receiver 규칙적 송신 불규칙적 수신

  8. RTP header (1/2) • CC (CSRC count) • Number of CSRCs (contributing sources) following the fixed header • M (Marker) • 오디오/ 비디오의 frame 시작과 끝 구별 • PT (Payload Type) • 모든 패킷이payload type을 가짐으로써 망 QoS변화에 따라 payload 형태 적응 가능 • e.g., 다른 encoding rule 적용 • Sequence Number • 패킷의 손실 검출, 순서 맞춤

  9. RTP header (2/2) • Timestamp • 패킷내첫번째 데이터 바이트의 샘플링 시점을 상대적(스트림의 시작 비트대비)으로 표시, 시작값은 랜덤 • 예) PCM 음성을 20ms 단위로 패킷을 만들 경우 • 160개 샘플을 포함하므로(125uS*160=20ms) RTP 패킷마다160씩 증가 • 미디어스트림의패킷발생이일시중지(묵음구간 등)시에도 계속 증가 • SSRC (Synchronization Source Identifier) • 미디어스트림의소스를 식별 • 미디어스트림이란 하나의 동기소스에서 생성되는 RTP 패킷열 • CSRC (Contributing Source Identifier) • 다수의 미디어스트림이새로운 미디어를 생성할 경우 생성된 미디어스트림에 새로운 SSRC를 할당하는 대신 이들의 기여소스 미디어를 CSRD로 식별함 • 15개 까지 수용 가능

  10. The examples of analyzing for RTP packets(1/2) • 음성 RTP 패킷 • 일대일 음성 통화로 단 방향만을 캡쳐한 그림 • SSRC가 동일 • 동일 세션에서 발생한 음성임을 확인 • 기본샘플링 단위 시간 160ms 단위

  11. The examples of analyzing for RTP packets(2/2) • 영상 RTP 패킷 • Timestamp의 time이 모두 동일 • 영상 전송시 전송 데이터가 다수임 • SSRC가 동일 • 동일 세션에서 발생한 영상임을 확인

  12. RTCP (Real Time Control Protocol) (1/2) • RTP 패킷은단방향, RTCP 패킷은 양방향 지원 • Feedback 또는 response는 RTCP가 지원 • RTP와 분리된 프로토콜이지만, 밀접한 관계 • 짝수인 RTP port number 보다 1이 큰 port number 가짐 • QoS관리, Inter-media Synchronization, Identification이 주 기능 • 세션 대역폭의 5% 이내로 RTCP 패킷 량 제한됨 • 멀티캐스트 환경인 경우, 전송 성능 및 QoS감시가 가능 • RTCP 메시지들 역시 멀티캐스트 됨

  13. RTCP (Real Time Control Protocol) (2/2) • RTCP의 주요 기능 • 핵심기능은 RTP 세션을 통해 전달되는 미디어스트림의통신품질정보 feedback • RTP 근원지에 대한 식별자인 CNAME(Canonical Name)을 통지 • 매체간 동기화를 위한 NTP 및 RTP 타임스탬프 값을 통보 • 기타 세션제어 및 응용 확장을 위한 기능 • 5개 메시지 유형이 존재 • SR (Sender’s Report) • RR (Receiver’s Report) • SDES (Source Description) • BYE • APP (Application Specific)

  14. RTCP header • Version • the same as for RTP header • P (padding) • the same as for RTP header • Count • the number of reception report blocks contained in this packet • Type • the packet type (193 – NACK, 200 – SR report, 201 – RR report, 202 – SDES packet, 203 – BYE packet, 204 – APP packet) • Length • the length of the RTCP packet in 32 bit words minus one, including the header and padding

  15. RTCP’s message types (1/5) • Sender Report (SR) • 데이터 송신자가 주기적으로 수신자들에게 보내는 패킷 • 기간 중 보낸 데이터 패킷 수 및 바이트 수 정보를 알림 • 수신 데이터에 대한 Receiver report를 겸하기도 함 (Receiver blocks) Network Time Protocol Time Stamp

  16. RTCP’s message types (2/5) • Receiver Report (RR) • (보낼 데이터가 없는) 수신자들이 송신자에게 주기적으로 보내는 패킷 • Sender report를 통해 받은 송신 패킷 정보를, 실제 수신한 패킷 수와 비교하여 패킷손실율 및 누적 손실 패킷 수를 계산하여 포함시킴 • 또한, 수신한 최고 sequence number, Interarrival jitter, sender report의 최종 수신 시간 정보를 포함 LSR (Last Sender Report) DLSR (Delay since LSR)

  17. RTCP’s message types (3/5) • SR / RR 메시지를 통한 RTT 계산 • LSR과 DLSR을 사용하여 왕복지연시간을 계산할 수 있음 • A는 RR 블럭이 수신된 시점의 시각 RTT : 6.125s – 5.250s = 0.875s

  18. RTCP’s message types (4/5) • Source Description (SDES) • 소스가 자신의 정보를 주기적으로 알림 (Identification) • 소스 이름 (CNANE), 사용자 이름, Email 주소, 전화번호, 주소, 응용 프로그램 명 등 • CNAME • 여러 RTP 스트림을 하나의 송신자에 연관시키는데 이용 • Inter-media synchronization • e.g., audio / video synchronization Source Count : chunk의 수를 표기

  19. RTCP’s message types (5/5) • Bye (BYE) • 소스가 conference를 떠날 때 사용 • Application Specific (APP) • Reserved for application-specific features and experiments

  20. RTCP’s traffic control • 참여자 수가 많을 시, RTCP의 traffic implosion 방지 • 세션 대역폭의 5%를 넘지 않도록 함 • Report period를 조정 • 세션 대역폭의 5%에서 • 25%를 송신 측에 배당하고, 나머지 75%를 수신 측에 배당 • 송신측의RTCP 패킷송신 주기 T • T= ((송신자의 수) / (0.25*0.05*세션대역폭))*평균 RTCP 패킷크기 • 수신측의RTCP 메시지 송신 T • T= ((수신자의 수) / (0.75*0.05*세션대역폭))*평균 RTCP 패킷 크기

  21. RTSP (Real-Time Streaming Protocol) • On Demand 형식으로 real-time media streaming을실행 • Application layer 프로토콜 • 실시간으로 음성이나 동화를 송수신하기 위한 통신 규약으로정의됨 • Real Networks (구 progressive network)사와 Netscape사가 공동개발 • RFC 2326에 규정됨 • RTSP도 H.323과 마찬가지로, 멀티미디어 콘텐츠패킷 포맷을 지정하기 위해 RTP를 사용 • H.323은 적당한 크기의 그룹간에 화상회의를 하기 위해 설계 • RTSP는 대규모 그룹들에게 오디오 및 비디오 데이터를 효율적으로 브로드캐스트하기 위한 목적으로 설계 • RTP와는 달리 application layer에서 동작함 • TCP 위에서 동작하며, 표준포트는 554번임

  22. Summary • 인터넷트래픽 양의 증가 • 대용량 데이터의 송수신 증가 • Real-time media traffic의 증가 • 서비스 제공을 위한 프로토콜의 필요성 증대 • RTP / RTCP를 통한 서비스의 제공 • 초기에는 Real-time audio / N-To-N conference 서비스의 제공이 목적 • 현재는 사용자의 요구증가로 주로 real-time media streaming 서비스 제공에 사용 • Applicationlayer에서 RTSP의 사용 • RTCP를 통해 RTP를 사용하는 트래픽의 제어

More Related