rtsp协议报文解析-请求行解析_rtsp报文怎么构造

前言

网上关于rtsp的文章很多，但大多是抽象的理论介绍，从理论学习到实际上手开发往往还有一段距离。然而，没有实际开发经验的支撑，理论又很难理解到位。

本系列文章将从流媒体协议的基础原理开始，通过抓包分析，并结合具体的代码例程，以[原理]->[抓包]->[代码]相结合的方式，循序渐进由浅入深的介绍rtsp/rtp/rtcp开发相关的内容。

希望通过本系列内容的学习，能让大家快速入门流媒体开发需要掌握的技能。

欢迎大家关注[断点实验室]流媒体开发系列文章。
rtsp协议开发指南
rtsp协议格式解析
rtsp协议报文解析-请求行解析
rtsp协议报文解析-首部字段解析

在上篇文章中我们介绍了rtsp协议报文格式，通过抓包分析了报文交互，最后引入一系列的结构体组件，得到了用于描述rtsp报文信息的数据结构。

本次内容在上篇文章的基础上，讲述如何对rtsp报文内容进行解析。

1 RTSP协议报文解析原理

这里我们以rtsp请求行报文解析为例进行介绍，其它报文字段解析原理类似。

请求行报文一般由"方法"、"URL"以及"版本"三个固定字段组成，以空格符分隔开，最后以回车换行结尾。

如果要对请求行进行解析，我们先定位到请求行的空格与回车换行符位置，然后截取出"方法"、"URL"以及"版本"三个字段的报文内容，再根据报文内容返回对应的结果。

例如，根据空格位置截取出请求行"方法"字段报文[4f 50 54 49 4f 4e 53]，根据ascii码表可以推断出这段报文信息表示协议"OPTIONS"类型请求方法，在解析结果中返回rtsp_msg_method_e结构中的RTSP_MSG_METHOD_OPTIONS描述类型。

下图为rtsp报文格式原理图与实际的抓包截图，可以看到wireshark已经自动帮我们解析出了报文内容并排好了版。

wireshark通过解析结果与原始码流的对比，向我们直观的展现出它们之间的对照关系。

2 RTSP协议请求行报文解析实现

按照协议约定，请求行中的"方法"字段，一般是OPTIONS，DESCRIBE，SETUP，PLAY，TEARDOWN中的某一个。

协议中这些字段内容都是固定不变的，因此，我们可以考虑采用查表的方法来解析报文。即设计一个待解析字段的数据结构描述表，描述表中预先包含该字段所有类型的报文内容，内容长度及描述类型(枚举类型)，通过将接收到某个字段的报文码流，与描述表中该字段预置报文内容进行比对，若比对成功则返回该字段描述类型值。

下面我们来看下具体的实现过程。

我们定义一个待解析字段的数据结构描述表，将协议某个字段类型(枚举类型)、该字段的报文内容及报文长度关联起来，根据报文内容匹配字段类型。

待解析字段数据结构描述表

typedef struct __rtsp_msg_int2str_tbl_s {
	int intval;//字段类型
	int strsiz;//字段类型名长度
	const char *strval;//字段类型名指针
} rtsp_msg_int2str_tbl_s;
1
2
3
4
5

例如，这里创建请求行"方法"字段数据结构描述表，将"方法"字段类型、类型名长度及类型名内容关联到一起。

请求行"方法"字段数据结构描述表

static const rtsp_msg_int2str_tbl_s rtsp_msg_method_tbl[] = {
	{ RTSP_MSG_METHOD_OPTIONS, 7, "OPTIONS", },
	{ RTSP_MSG_METHOD_DESCRIBE, 8, "DESCRIBE", },
	{ RTSP_MSG_METHOD_SETUP, 5, "SETUP", },
	{ RTSP_MSG_METHOD_PLAY, 4, "PLAY", },
	{ RTSP_MSG_METHOD_RECORD, 6, "RECORD", },
	{ RTSP_MSG_METHOD_PAUSE, 5, "PAUSE", },
	{ RTSP_MSG_METHOD_TEARDOWN, 8, "TEARDOWN", },
	{ RTSP_MSG_METHOD_ANNOUNCE, 8, "ANNOUNCE", },
	{ RTSP_MSG_METHOD_SET_PARAMETER, 13, "SET_PARAMETER", },
	{ RTSP_MSG_METHOD_GET_PARAMETER, 13, "GET_PARAMETER", },
	{ RTSP_MSG_METHOD_REDIRECT, 8, "REDIRECT", },
	{ RTSP_MSG_METHOD_BUTT, 0, "", },//未匹配到的类型(缺省类型)
};
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

有了对比的数据结构模板，下面我们来看下如何对协议报文进行解析。

将接收到的请求行内容与"方法"字段数据结构描述表进行对比，返回匹配到的字段类型，即根据报文码流内容返回类型枚举值。

static int rtsp_msg_str2int(const rtsp_msg_int2str_tbl_s *tbl, int num, const char *str) {
	int i;
	for (i = 0; i < num; i++) {//遍历描述类型列表，与请求行报文进行对比
		if (strncmp(tbl[i].strval, str, tbl[i].strsiz) == 0) {//报文码流对比
			return tbl[i].intval;//返回字段类型
		}
	}
	return tbl[num-1].intval;//未匹配到的类型(缺省类型)
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9

其中，str为报文码流当前位置指针，num为需要遍历的数据结构描述表长度，tbl为待解析的字段描述表数据结构。

准备工作都做好了，下面看下对请求行报文的解析过程。

我们在rtsp_msg_parse_startline对请求行报文进行解析，line为接收到的报文缓存指针，rtsp_msg_s为报文数据组件，对这块不熟悉的读者可以回顾下[断点实验室]系列文章[rtsp协议格式解析]。

函数一开始保存了报文缓存指针，在rtsp_msg_str2int中对报文内容与预置的报文类型名进行比对，并返回匹配到的字段类型，最后将自读类型保存到msg->hdrs.startline.reqline.method中，这样就完了了对请求行"方法"字段的解析过程。

static int rtsp_msg_parse_startline(rtsp_msg_s *msg, const char *line) {
	const char *p = line;//传递待解析数据指针
	int ret;//操作结果
	//将接收到的请求行内容与rtsp各种相关操作类型名进行比对，返回匹配到的类型名长度
	ret = rtsp_msg_str2int(rtsp_msg_method_tbl, ARRAY_SIZE(rtsp_msg_method_tbl), p);//匹配rtsp请求报文类型
	if (ret != RTSP_MSG_METHOD_BUTT) {//检查返回请求报文类型，是否匹配到rtsp_msg_method_tbl中的某个类型
		msg->type = RTSP_MSG_TYPE_REQUEST;//将报文类型置为请求报文类型
		msg->hdrs.startline.reqline.method = ret;//保存请求类型
1
2
3
4
5
6
7
8

3 RTSP协议请求行报文解析过程调试

为了更加深入的理解上述报文解析，这里开启gdb调试模式，对解析过程进行跟踪调试。

首先在root模式下进入调试模式(这里涉及网络操作，因此需要root权限)，在请求行解析函数rtsp_msg_parse_startline与报文字段类型解析函数rtsp_msg_str2int中插入断点，接着单步执行观察每步的结果。

sudo su//进入root模式
gdb ./demo//开启调试跟踪
b rtsp_msg.c:248//设置断点
r//开始运行程序
1
2
3
4

接着启动vlc播放器，打开网络串流选项，输入url地址[rtsp://127.0.0.1/live/chn0]启动视频流播放，下面的截图中可以看到断点已经被捕获。

接着我们以单步方式运行程序，可以看到rtsp_msg_str2int函数的三个输入参数，分别是0x40ade0地址下的rtsp_msg_method_tbl描述表，描述表长度12，以及待解析报文内容指针。

单步到strncmp函数所在行，通过查表方式对报文内容与描述表预置的类型名逐个比对，若比对成功则返回报文对应的字段类型，这里返回0，即rtsp_msg_method_e中的RTSP_MSG_METHOD_OPTIONS类型。

类似的，我们可以通过定义不同的rtsp_msg_int2str_tbl_s类型描述表，对协议中有固定报文内容的字段进行解析，如：

rtsp uri类型

static const rtsp_msg_int2str_tbl_s rtsp_msg_uri_scheme_tbl[] = {
	{RTSP_MSG_URI_SCHEME_RTSPU, 6, "rtspu:"},
	{RTSP_MSG_URI_SCHEME_RTSP, 5, "rtsp:"},
	{RTSP_MSG_URI_SCHEME_BUTT, 0, ""}, //未匹配到的类型(缺省类型)
};
1
2
3
4
5

rtsp版本号类型

static const rtsp_msg_int2str_tbl_s rtsp_msg_version_tbl[] = {
	{RTSP_MSG_VERSION_1_0, 8, "RTSP/1.0"},
	{RTSP_MSG_VERSION_BUTT, 0, ""},//未匹配到的类型(缺省类型)
};
1
2
3
4

rtsp负载类型

static const rtsp_msg_int2str_tbl_s rtsp_msg_transport_type_tbl[] = {
	{RTSP_MSG_TRANSPORT_TYPE_RTP_AVP_TCP, 11, "RTP/AVP/TCP"},
	{RTSP_MSG_TRANSPORT_TYPE_RTP_AVP, 7, "RTP/AVP"},
	{RTSP_MSG_TRANSPORT_TYPE_BUTT, 0, ""},//未匹配到的类型(缺省类型)
};
1
2
3
4
5

与请求行"方法"字段解析原理类似，其他字段通过查表方式对比报文内容与描述表预置的类型名，返回对应的结果。

4 RTSP协议请求行URL字段解析

与协议中有固定报文内容字段不同，一个完整的url字段包含ip地址，端口号以及资源路径等信息，下面我们在rtsp_msg_parse_uri中分别对它们进行解析。

//解析请求报文uri资源信息，包括uri中的ip地址，端口号及资源绝对路径，并保存到rtsp_msg_uri_s结构对象中
static int rtsp_msg_parse_uri(const char *line, rtsp_msg_uri_s *uri) {
	const char *p = line, *q;
	unsigned int tmp;

	//将输入的header一行内容与rtsp各种相关操作类型名进行比对，返回匹配到的类型名长度
	//检查uri类型名长度(rtsp/rtspu)
	uri->scheme = rtsp_msg_str2int(rtsp_msg_uri_scheme_tbl, ARRAY_SIZE(rtsp_msg_uri_scheme_tbl), line);
	if (uri->scheme == RTSP_MSG_URI_SCHEME_BUTT) {//检查uri类型名匹配结果，若结果为RTSP_MSG_URI_SCHEME_BUTT则表示未匹配到
		err("parse scheme failed. line: %s\n", line);
		return -1;
	}
	uri->port = 0; //初始端口号
	uri->ipaddr[0] = 0;//初始ip地址
	uri->abspath[0] = 0;//初始uri资源绝对路径

	//检查协议类型(rtsp:)
	while (islower(*p) || *p == ':') p++;//检查输入参数是否为小写英文字母，或者输入参数为":"

	//检查符号"//"
	if (*p != '/' || *(p+1) != '/') {
		err("parse ip failed. line: %s\n", line);
		return -1;
	}
	p += 2;//更新游标位置

	q = p;
	//跳过ip地址
	while (isgraph(*q) && *q != ':' && *q != '/') q++;//检查输入参数是否为小写英文字母，或者输入参数为":"
	if (*q == ':') {//检查':'符号
		//rtsp://192.168.0.102:554/live/chn0000 RTSP/1.0
		//这里播放器在请求报文uri的ip地址后面，根据rtsp协议类型，自动加入了端口号信息
		if (sscanf(q + 1, "%u", &tmp) != 1) {//取得端口号
			err("parse uri port failed. line: %s\n", line);
			return -1;
		}
		uri->port = tmp;//传递端口号
	}

	tmp = q - p;//取得uri中的ip地址长度
	if (tmp > sizeof(uri->ipaddr) - 1)
		tmp = sizeof(uri->ipaddr) - 1;
	memcpy(uri->ipaddr, p, tmp);//取得uri ip地址
	uri->ipaddr[tmp] = 0;//末尾置0

	//游标跳过端口号
	while (isgraph(*q) && *q != '/') q++;
	if (*q != '/')
		return (q - line);

	p = q;
	//检查输入参数是否为小写英文字母，或者输入参数为":"
	while (isgraph(*q)) q++;//更新游标位置
	tmp = q - p;
	if (tmp > sizeof(uri->abspath) - 1)
		tmp = sizeof(uri->abspath) - 1;
	memcpy(uri->abspath, p, tmp);//取得资源绝对路径
	uri->abspath[tmp] = 0;//末尾置0

	return (q - line);
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61

首先，我们仍然通过rtsp_msg_str2int函数返回rtsp传输方式字段。在初始化url包含的ip地址、端口号及资源路径后，接着通过不断检查报文中的特殊符号更新指针位置，然后将对应的报文内容复制到对应的数据结构中，下面给出调试模式下一些关键数据的结果。

因为请求行中并没有包含端口号信息，因此这里的端口号解析结果为0。

有了url解析函数，我们就可以在请求行解析函数中继续对url字段进行解析了，在指针跳过空格后，进入rtsp_msg_parse_uri函数进行url的解析。

//对请求报文请求行数据进行解析，并保存到rtsp_msg_s结构对象中
static int rtsp_msg_parse_startline(rtsp_msg_s *msg, const char *line) {
	const char *p = line;//传递待解析数据指针
	int ret;//操作结果
	//将输入的header一行内容与rtsp各种相关操作类型名进行比对，返回匹配到的类型名长度
	ret = rtsp_msg_str2int(rtsp_msg_method_tbl, ARRAY_SIZE(rtsp_msg_method_tbl), p);//匹配rtsp请求报文类型
	if (ret != RTSP_MSG_METHOD_BUTT) {//检查返回请求报文类型，是否匹配到rtsp_msg_method_tbl中的某个类型
		msg->type = RTSP_MSG_TYPE_REQUEST;//将报文类型置为请求报文类型
		msg->hdrs.startline.reqline.method = ret;//指定请求类型

		while (isgraph(*p)) p++;//检测空格，指针跳过请求方法名
		p++;//next field，指针跳过请求方法后的空格，准备开始解析请求url

		//解析请求报文uri资源信息，包括uri中的ip地址，端口号及资源绝对路径，并保存到rtsp_msg_uri_s对象中
		ret = rtsp_msg_parse_uri(p,	&msg->hdrs.startline.reqline.uri);
		if (ret <= 0)//检查操作结果
			return -1;
            
        while (isgraph(*p)) p++; p++; //next field，检测空格，指针跳过url及紧随其后的空格

		//匹配rtsp请求报文中的版本号信息
		ret = rtsp_msg_str2int(rtsp_msg_version_tbl, ARRAY_SIZE(rtsp_msg_version_tbl), p);
		if (ret == RTSP_MSG_VERSION_BUTT) {//检查匹配结果，若未匹配到有效数据
			err("parse version failed. line: %s\n", line);
			return -1;
		}
		return 0;
	}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28

小结

本篇为流媒体开发系列文章的第三篇，本次内容中，我们通过定位报文中空格回车换行符，截取请求行中"方法"、"URL"以及"版本"三个字段的报文数据，通过与一系列报文字段描述表进行比对，解析出了固定格式报文字段信息。

接着又通过检查报文中的":"等特殊字符，不断更新指针位置截取出url包含的信息。

在下一篇文章中，我们会讲述如果对报文首部字段进行解析，欢迎大家继续关注。

往期推荐

ffmpeg播放器实现详解 - FFmpeg编译安装
ffmpeg播放器实现详解 - FFPlay源码编译
ffmpeg播放器实现详解 - 框架搭建
ffmpeg播放器实现详解 - 视频显示
ffmpeg播放器实现详解 - 音频播放
ffmpeg播放器实现详解 - 创建线程
ffmpeg播放器实现详解 - 视频同步控制
ffmpeg播放器实现详解 - 音频同步控制
ffmpeg播放器实现详解 - 快进快退控制

---

// 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。