Протоколы RTSP, RTP, UDP и TCP в системах видеонаблюдения
Протокол RTSP
RTSP (Real Time Streaming Protocol, или, по-русски, потоковый протокол реального времени) - это прикладной протокол, в котором описаны команды для управления видеопотоком. С помощью этих команд мы можем «приказать» камере или серверу, например, начать трансляцию видеопотока. Пример запроса на начало воспроизведения выглядит так: PLAY rtsp://192.168.0.200/h264 RTSP/1.0
То есть RTSP - это просто набор команд для управления видеопотоком. Проведем эксперимент. Для этого нам понадобится IP-камера с поддержкой RTSP протокола и ее RTSP адрес. Этот адрес выглядит примерно так rtsp:///mpeg. Его можно узнать из руководства по эксплуатации камеры либо из описания API. Для удобства мы приведем RTSP адреса для ряда популярных камер в таблице. После того, как мы узнали RTSP-адрес камеры, открываем стандартный проигрыватель, поддерживающий RTSP. Это может быть одна из следующих программ: Windows Media Player, QuickTime, Media Player Classic, VLC media player, RealPlayer, MPlayer. Мы выбрали QuickTime. Открываем меню «Файл > Открыть URL» и вводим наш RTSP адрес. После чего QuickTime подключится к камере и воспроизведет «живое видео». Устройства записи, работающие в системах IP-видеонаблюдения, получают видео от камер либо с помощью протокола HTTP - то есть также, как мы скачиваем JPEG-картинки с сайтов, либо в виде потока через RTSP - то есть также как мы получили его с помощью стандартного проигрывателя в последнем примере. В настройках IP-камер потоковый вариант передачи данных может обозначаться как RTSP over TCP, RTSP over UDP либо просто RTP. Итак, RTSP - это набор команд для управления потоком. Но что означают остальные аббревиатуры: TCP, UDP, RTP? TCP, UDP и RTP - это транспортные механизмы (протоколы), которые собственно и передают видео.
Протокол TCP
Допустим, мы выбрали метод RSTP over TCP и хотим начать передачу видеопотока. Что будет происходить на уровне транспортных механизмов? Предварительно с помощью нескольких команд будет установлено соединение между отправителем и получателем. После этого начнется передача видеоданных. При этом механизмы TCP
будут следить за тем, чтобы все данные дошли до адресата без изменений и в нужной последовательности. Также TCP будет регулировать скорость передачи, чтобы передатчик не посылал данные интенсивнее, чем их может обработать приемник, к примеру,
купольная цветная видеокамера высокого разрешения.
UDP
UDP - это альтернатива транспортному протоколу TCP. В отличие от TCP, UDP не устанавливает предварительного соединения, а вместо этого просто начинает передавать данные. UDP не следит за тем, чтобы данные были получены и не дублирует их, если отдельные части пропали или пришли с ошибками. UDP менее
надежен, чем TCP. Но с другой стороны, он обеспечивает более быструю передачу потоков благодаря отсутствию механизма повторения передачи потерянных пакетов. Различие в протоколах TCP и UTP можно иллюстрировать следующим примером. Встречаются два друга. Вариант TCP:
Иван: «Привет! Поболтаем?» (устанавливается соединение)
Семен: «Привет! Давай!» (устанавливается соединение)
Иван: «Я вчера был в магазине. Ты понял?» (передача данных)
Семен: «Да!» (подтверждение)
Иван: «Там разгружали новое оборудование. Ты понял?» (передача данных)
Семен: «Нет» (подтверждение)
Иван: «Там разгружали новое оборудование. Ты понял?» (повторная передача)
Семен: «Да!» (подтверждение)
Иван: «Завтра я там еще раз буду. Ты понял?» (передача данных)
Семен: «Да!» (подтверждение)
Вариант UDP
Иван: «Привет! Я вчера был в магазине» (передача данных)
Иван: «Там разгружали новое оборудование» (передача данных)
Иван: «Завтра я там еще раз буду» (передача данных)
Иван: «Могу узнать для тебя цены» (передача данных)
Иван: «Они обещали скидки при хороших объемах» (передача данных)
Иван: «Если хочешь, позвони - поедем вместе» (передача данных)
Семен: «Да, позвоню» (передача данных)
Вы также можете увидеть различие в протоколах, поставив следующий эксперимент: попробуйте перевести камеру в режим RTSP over TCP и помашите рукой перед объективом - на экране монитора вы увидите задержку. А теперь проведите этот же тест в режиме RTSP over UDP. Задержка будет меньше. На время задержки влияют несколько факторов: формат сжатия, мощность компьютера, протокол передачи и особенности программного обеспечения, участвующего в декодировании видео.
RTP
RTP (Real-time Transport Protocol), или по-русски транспортный протокол реального времени. Этот протокол специально создан для передачи реалтайм трафика. Он позволяет следить за синхронизацией передаваемых данных, корректировать последовательность доставки пакетов и потому более других подходит для передачи видео- и аудиоданных. В общем случае для передачи видеопотока предпочтительнее использовать либо RTP либо UDP. Работа через TCP оправдана лишь если нам приходится работать с проблемными сетями, так как протокол TCP сможет корректировать ошибки и сбои, возникающие при передаче данных.
RTSP (Real Time Streaming Protocol, или, по-русски, потоковый протокол реального времени) - это прикладной протокол, в котором описаны команды для управления видеопотоком. С помощью этих команд мы можем «приказать» камере или серверу, например, начать трансляцию видеопотока. Пример запроса на начало воспроизведения выглядит так: PLAY rtsp://192.168.0.200/h264 RTSP/1.0
То есть RTSP - это просто набор команд для управления видеопотоком. Проведем эксперимент. Для этого нам понадобится IP-камера с поддержкой RTSP протокола и ее RTSP адрес. Этот адрес выглядит примерно так rtsp:///mpeg. Его можно узнать из руководства по эксплуатации камеры либо из описания API. Для удобства мы приведем RTSP адреса для ряда популярных камер в таблице. После того, как мы узнали RTSP-адрес камеры, открываем стандартный проигрыватель, поддерживающий RTSP. Это может быть одна из следующих программ: Windows Media Player, QuickTime, Media Player Classic, VLC media player, RealPlayer, MPlayer. Мы выбрали QuickTime. Открываем меню «Файл > Открыть URL» и вводим наш RTSP адрес. После чего QuickTime подключится к камере и воспроизведет «живое видео». Устройства записи, работающие в системах IP-видеонаблюдения, получают видео от камер либо с помощью протокола HTTP - то есть также, как мы скачиваем JPEG-картинки с сайтов, либо в виде потока через RTSP - то есть также как мы получили его с помощью стандартного проигрывателя в последнем примере. В настройках IP-камер потоковый вариант передачи данных может обозначаться как RTSP over TCP, RTSP over UDP либо просто RTP. Итак, RTSP - это набор команд для управления потоком. Но что означают остальные аббревиатуры: TCP, UDP, RTP? TCP, UDP и RTP - это транспортные механизмы (протоколы), которые собственно и передают видео.
Протокол TCP
Допустим, мы выбрали метод RSTP over TCP и хотим начать передачу видеопотока. Что будет происходить на уровне транспортных механизмов? Предварительно с помощью нескольких команд будет установлено соединение между отправителем и получателем. После этого начнется передача видеоданных. При этом механизмы TCP
будут следить за тем, чтобы все данные дошли до адресата без изменений и в нужной последовательности. Также TCP будет регулировать скорость передачи, чтобы передатчик не посылал данные интенсивнее, чем их может обработать приемник, к примеру,
купольная цветная видеокамера высокого разрешения.
UDP
UDP - это альтернатива транспортному протоколу TCP. В отличие от TCP, UDP не устанавливает предварительного соединения, а вместо этого просто начинает передавать данные. UDP не следит за тем, чтобы данные были получены и не дублирует их, если отдельные части пропали или пришли с ошибками. UDP менее
надежен, чем TCP. Но с другой стороны, он обеспечивает более быструю передачу потоков благодаря отсутствию механизма повторения передачи потерянных пакетов. Различие в протоколах TCP и UTP можно иллюстрировать следующим примером. Встречаются два друга. Вариант TCP:
Иван: «Привет! Поболтаем?» (устанавливается соединение)
Семен: «Привет! Давай!» (устанавливается соединение)
Иван: «Я вчера был в магазине. Ты понял?» (передача данных)
Семен: «Да!» (подтверждение)
Иван: «Там разгружали новое оборудование. Ты понял?» (передача данных)
Семен: «Нет» (подтверждение)
Иван: «Там разгружали новое оборудование. Ты понял?» (повторная передача)
Семен: «Да!» (подтверждение)
Иван: «Завтра я там еще раз буду. Ты понял?» (передача данных)
Семен: «Да!» (подтверждение)
Вариант UDP
Иван: «Привет! Я вчера был в магазине» (передача данных)
Иван: «Там разгружали новое оборудование» (передача данных)
Иван: «Завтра я там еще раз буду» (передача данных)
Иван: «Могу узнать для тебя цены» (передача данных)
Иван: «Они обещали скидки при хороших объемах» (передача данных)
Иван: «Если хочешь, позвони - поедем вместе» (передача данных)
Семен: «Да, позвоню» (передача данных)
Вы также можете увидеть различие в протоколах, поставив следующий эксперимент: попробуйте перевести камеру в режим RTSP over TCP и помашите рукой перед объективом - на экране монитора вы увидите задержку. А теперь проведите этот же тест в режиме RTSP over UDP. Задержка будет меньше. На время задержки влияют несколько факторов: формат сжатия, мощность компьютера, протокол передачи и особенности программного обеспечения, участвующего в декодировании видео.
RTP
RTP (Real-time Transport Protocol), или по-русски транспортный протокол реального времени. Этот протокол специально создан для передачи реалтайм трафика. Он позволяет следить за синхронизацией передаваемых данных, корректировать последовательность доставки пакетов и потому более других подходит для передачи видео- и аудиоданных. В общем случае для передачи видеопотока предпочтительнее использовать либо RTP либо UDP. Работа через TCP оправдана лишь если нам приходится работать с проблемными сетями, так как протокол TCP сможет корректировать ошибки и сбои, возникающие при передаче данных.