(转载)从零开始写一个RTSP服务器（二）RTSP协议的实现
写在前面
此系列只追求精简，旨在学习RTSP协议的实现过程，不追求复杂完美，所以这里要实现的RTSP服务器为了简单，实现上同一时间只能有一个客户端，下面开始介绍实现过程
在写一个RTSP服务器之前，我们必须知道一个RTSP服务器最简单的包含两部分，一部分是RTSP的交互，一部分是RTP发送，本文先实现RTSP交互过程
一、创建套接字
想一下我们在vlc输入rtsp://127.0.0.1:8554后发生了什么事？
在这种情况下，vlc其实是一个rtsp客户端，当输入这个url后，vlc知道目的IP为127.0.0.1，目的端口号为8854，这时vlc会发起一个tcp连接取连接服务器，连接成功后就开始发送请求，服务端响应
所以我们要写一个rtsp服务器，第一步肯定是创建tcp服务器
首先创建tcp套接字，绑定端口，监听
创建套接字
/*
* 作者：_JT_
* 博客：https://blog.csdn.net/weixin_42462202
*/
serverSockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
setsockopt(serverSockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (const char*)&on, sizeof(on));
绑定地址和端口号
bind(serverSockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(struct sockaddr)
这个示例绑定的地址是INADDR_ANY，端口号为8554
开始监听
listen(serverSockfd, 10);
RTSP服务器传输音视频数据和信息使用的是RTP和RTCP，所以我们还要为RTP和RTCP创建UDP套接字，并绑定号端口
创建套接字
serverRtpSockfd = createUdpSocket();
serverRtcpSockfd = createUdpSocket();
绑定端口号
bindSocketAddr(serverRtpSockfd, "0.0.0.0", SERVER_RTP_PORT);
bindSocketAddr(serverRtcpSockfd, "0.0.0.0", SERVER_RTCP_PORT);
当创建好套接字还有绑定号端口后，就可以接收客户端请求了
开始accept等待客户端连接
clientfd = accept(serverSockfd, (struct sockaddr *)&addr, &len);
二、解析请求
当rtsp客户端连接成功后就会开始发送请求，服务器这是需要接收客户端请求并开始解析，再采取相应得操作
请求的格式为（详细参考上一篇从零开始写一个RTSP服务器（一）不一样的RTSP协议讲解）
OPTIONS rtsp://127.0.0.1:8554/live RTSP/1.0\r\n
CSeq: 2\r\n
\r\n
DESCRIBE rtsp://127.0.0.1:8554/live RTSP/1.0\r\n
CSeq: 3\r\n
Accept: application/sdp\r\n
\r\n
SETUP rtsp://127.0.0.1:8554/live/track0 RTSP/1.0\r\n
CSeq: 4\r\n
Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=54492-54493\r\n
\r\n
PLAY rtsp://127.0.0.1:8554/live RTSP/1.0\r\n
CSeq: 5\r\n
Session: 66334873\r\n
Range: npt=0.000-\r\n
\r\n
这里我们做得最简单，首先解析第一行得到方法，对于OPTIONS、DESCRIBE、PLAY、TEARDOWN我们只解析CSeq。对于SETUP，我们讲client_port解析出来
所以我们要做的第一步就是解析请求中的信息
接收客户端数据
recvLen = recv(clientSockfd, rBuf, BUF_MAX_SIZE, 0);
这里实现了一个简单得函数getLineFromBuf，从buf中读取一行(\r\n)
解析第一行请求得到方法
sscanf(line, "%s %s %s\r\n", method, url, version);
其次解析CSeq
sscanf(line, "CSeq: %d\r\n", &cseq)
如果方法是SETUP则再解析client_port
if(!strcmp(method, "SETUP"))
{
sscanf(line, "Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=%d-%d\r\n",
&clientRtpPort, &clientRtcpPort);
}
解析完请求命令后，接下来就是更具不同得方法做不同的响应了，如下
/*
* 作者：_JT_
* 博客：https://blog.csdn.net/weixin_42462202
*/
if(!strcmp(method, "OPTIONS"))
{
handleCmd_OPTIONS();
}
else if(!strcmp(method, "DESCRIBE"))
{
handleCmd_DESCRIBE();
}
else if(!strcmp(method, "SETUP"))
{
handleCmd_SETUP();
}
else if(!strcmp(method, "PLAY"))
{
handleCmd_PLAY();
}
else if(!strcmp(method, "TEARDOWN"))
{
handleCmd_TEARDOWN();
}
三、OPTIONS响应
OPTIONS是客户端向服务端请求可用的方法，我们这里就向客户端回复我们当前可用的方法
sprintf(sBuf, "RTSP/1.0 200 OK\r\n"
"CSeq: %d\r\n"
"Public: OPTIONS, DESCRIBE, SETUP, PLAY\r\n"
"\r\n",
cseq);
send(clientSockfd, sBuf, strlen(sBuf));
四、DESCRIBE响应
DESCRIBE是客户端向服务器请求媒体信息，这是服务器需要回复sdp描述文件，这个例子中的媒体是H.264
sdp文件生成
sprintf(sdp, "v=0\r\n"
"o=- 9%ld 1 IN IP4 %s\r\n"
"t=0 0\r\n"
"a=control:*\r\n"
"m=video 0 RTP/AVP 96\r\n"
"a=rtpmap:96 H264/90000\r\n"
"a=control:track0\r\n",
time(NULL), localIp);
回复
sprintf(sBuf, "RTSP/1.0 200 OK\r\n"
"CSeq: %d\r\n"
"Content-Base: %s\r\n"
"Content-type: application/sdp\r\n"
"Content-length: %d\r\n\r\n"
"%s",
cseq,
url,
strlen(sdp),
sdp);
send(clientSockfd, sBuf, strlen(sBuf));
五、SETUP响应
SETUP是客户端请求建立会话连接，并发送了客户端的RTP端口和RTCP端口，那么此时服务端需要回复服务端的RTP端口和RTCP端口
回复
sprintf(result, "RTSP/1.0 200 OK\r\n"
"CSeq: %d\r\n"
"Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=%d-%d;server_port=%d-%d\r\n"
"Session: 66334873\r\n"
"\r\n",
cseq,
clientRtpPort,
clientRtpPort+1,
SERVER_RTP_PORT,
SERVER_RTCP_PORT);
send(clientSockfd, sBuf, strlen(sBuf));
其中session id是随便写的，只要保证在多个会话连接时唯一的就行
play响应之后就可以向客户端的RTP端口发送RTP包了
六、PLAY响应
PLAY时客户端向服务器请求播放，这时服务端回复完请求后就开始通过setup过程中创建的udp套接字发送RTP包
回复
sprintf(result, "RTSP/1.0 200 OK\r\n"
"CSeq: %d\r\n"
"Range: npt=0.000-\r\n"
"Session: 66334873; timeout=60\r\n\r\n",
cseq);
send(clientSockfd, sBuf, strlen(sBuf));
开始发送数据
回复之后，就开始向客户端指定的RTP端口发送RTP包，如何发送RTP包，下篇文章再介绍
七、源码
/* * 作者：_JT_ * 博客：https://blog.csdn.net/weixin_42462202 */ #include#include #include #include <string.h> #include #include #include #include in.h> #include #include #define SERVER_PORT 8554 #define SERVER_RTP_PORT 55532 #define SERVER_RTCP_PORT 55533 #define BUF_MAX_SIZE (1024*1024) static int createTcpSocket() { int sockfd; int on = 1; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(sockfd < 0) return -1; setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (const char*)&on, sizeof(on)); return sockfd; } static int createUdpSocket() { int sockfd; int on = 1; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if(sockfd < 0) return -1; setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (const char*)&on, sizeof(on)); return sockfd; } static int bindSocketAddr(int sockfd, const char* ip, int port) { struct sockaddr_in addr; addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(port); addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip); if(bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(struct sockaddr)) < 0) return -1; return 0; } static int acceptClient(int sockfd, char* ip, int* port) { int clientfd; socklen_t len = 0; struct sockaddr_in addr; memset(&addr, 0, sizeof(addr)); len = sizeof(addr); clientfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, &len); if(clientfd < 0) return -1; strcpy(ip, inet_ntoa(addr.sin_addr)); *port = ntohs(addr.sin_port); return clientfd; } static char* getLineFromBuf(char* buf, char* line) { while(*buf != '\n') { *line = *buf; line++; buf++; } *line = '\n'; ++line; *line = '\0'; ++buf; return buf; } static int handleCmd_OPTIONS(char* result, int cseq) { sprintf(result, "RTSP/1.0 200 OK\r\n" "CSeq: %d\r\n" "Public: OPTIONS, DESCRIBE, SETUP, PLAY\r\n" "\r\n", cseq); return 0; } static int handleCmd_DESCRIBE(char* result, int cseq, char* url) { char sdp[500]; char localIp[100]; sscanf(url, "rtsp://%[^:]:", localIp); sprintf(sdp, "v=0\r\n" "o=- 9%ld 1 IN IP4 %s\r\n" "t=0 0\r\n" "a=control:*\r\n" "m=video 0 RTP/AVP 96\r\n" "a=rtpmap:96 H264/90000\r\n" "a=control:track0\r\n", time(NULL), localIp); sprintf(result, "RTSP/1.0 200 OK\r\nCSeq: %d\r\n" "Content-Base: %s\r\n" "Content-type: application/sdp\r\n" "Content-length: %d\r\n\r\n" "%s", cseq, url, strlen(sdp), sdp); return 0; } static int handleCmd_SETUP(char* result, int cseq, int clientRtpPort) { sprintf(result, "RTSP/1.0 200 OK\r\n" "CSeq: %d\r\n" "Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=%d-%d;server_port=%d-%d\r\n" "Session: 66334873\r\n" "\r\n", cseq, clientRtpPort, clientRtpPort+1, SERVER_RTP_PORT, SERVER_RTCP_PORT); return 0; } static int handleCmd_PLAY(char* result, int cseq) { sprintf(result, "RTSP/1.0 200 OK\r\n" "CSeq: %d\r\n" "Range: npt=0.000-\r\n" "Session: 66334873; timeout=60\r\n\r\n", cseq); return 0; } static void doClient(int clientSockfd, const char* clientIP, int clientPort, int serverRtpSockfd, int serverRtcpSockfd) { char method[40]; char url[100]; char version[40]; int cseq; int clientRtpPort, clientRtcpPort; char *bufPtr; char* rBuf = malloc(BUF_MAX_SIZE); char* sBuf = malloc(BUF_MAX_SIZE); char line[400]; while(1) { int recvLen; recvLen = recv(clientSockfd, rBuf, BUF_MAX_SIZE, 0); if(recvLen <= 0) goto out; rBuf[recvLen] = '\0'; printf("---------------C->S--------------\n"); printf("%s", rBuf); /* 解析方法 */ bufPtr = getLineFromBuf(rBuf, line); if(sscanf(line, "%s %s %s\r\n", method, url, version) != 3) { printf("parse err\n"); goto out; } /* 解析序列号 */ bufPtr = getLineFromBuf(bufPtr, line); if(sscanf(line, "CSeq: %d\r\n", &cseq) != 1) { printf("parse err\n"); goto out; } /* 如果是SETUP，那么就再解析client_port */ if(!strcmp(method, "SETUP")) { while(1) { bufPtr = getLineFromBuf(bufPtr, line); if(!strncmp(line, "Transport:", strlen("Transport:"))) { sscanf(line, "Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=%d-%d\r\n", &clientRtpPort, &clientRtcpPort); break; } } } if(!strcmp(method, "OPTIONS")) { if(handleCmd_OPTIONS(sBuf, cseq)) { printf("failed to handle options\n"); goto out; } } else if(!strcmp(method, "DESCRIBE")) { if(handleCmd_DESCRIBE(sBuf, cseq, url)) { printf("failed to handle describe\n"); goto out; } } else if(!strcmp(method, "SETUP")) { if(handleCmd_SETUP(sBuf, cseq, clientRtpPort)) { printf("failed to handle setup\n"); goto out; } } else if(!strcmp(method, "PLAY")) { if(handleCmd_PLAY(sBuf, cseq)) { printf("failed to handle play\n"); goto out; } } else { goto out; } printf("---------------S->C--------------\n"); printf("%s", sBuf); send(clientSockfd, sBuf, strlen(sBuf), 0); } out: close(clientSockfd); free(rBuf); free(sBuf); } int main(int argc, char* argv[]) { int serverSockfd; int serverRtpSockfd, serverRtcpSockfd; int ret; serverSockfd = createTcpSocket(); if(serverSockfd < 0) { printf("failed to create tcp socket\n"); return -1; } ret = bindSocketAddr(serverSockfd, "0.0.0.0", SERVER_PORT); if(ret < 0) { printf("failed to bind addr\n"); return -1; } ret = listen(serverSockfd, 10); if(ret < 0) { printf("failed to listen\n"); return -1; } serverRtpSockfd = createUdpSocket(); serverRtcpSockfd = createUdpSocket(); if(serverRtpSockfd < 0 || serverRtcpSockfd < 0) { printf("failed to create udp socket\n"); return -1; } if(bindSocketAddr(serverRtpSockfd, "0.0.0.0", SERVER_RTP_PORT) < 0 || bindSocketAddr(serverRtcpSockfd, "0.0.0.0", SERVER_RTCP_PORT) < 0) { printf("failed to bind addr\n"); return -1; } printf("rtsp://127.0.0.1:%d\n", SERVER_PORT); while(1) { int clientSockfd; char clientIp[40]; int clientPort; clientSockfd = acceptClient(serverSockfd, clientIp, &clientPort); if(clientSockfd < 0) { printf("failed to accept client\n"); return -1; } printf("accept client;client ip:%s,client port:%d\n", clientIp, clientPort); doClient(clientSockfd, clientIp, clientPort, serverRtpSockfd, serverRtcpSockfd); } return 0; }
八、测试
编译运行源码，打开vlc，输入rtsp://127.0.0.1:8554，点击开始播放，可以看到控制台会打印出交互过程，或是用wireshak抓包
本篇文章到这里结束，至此完成了RTSP协议的交互部分，在PLAY之后并没有开始发送RTP包，所以暂时还看不到视频，究竟如何发送RTP包，请看下一篇文章
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