基于Winpcap的网络流媒体识别算法研究与实现

时间:2010-08-11来源:网络
实时传输协议RTP是为实时数据提供端到端传递服务的协议,能够传递时间信息和实现流同步。但RTP本身并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传输机制,也不提供流量控制或拥塞控制,它依靠RTP控制协议RTCP配合实现控制服务。在RTP会话期间,各参与者周期性地交互RTCP包,RFCP包中含有己发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料,会话方可以利用这些信息动态地改变传输速率,甚至改变有效型。RTP数据包结构如图2所示。


从图2可以看出,RTP数据包由12个字节的固定RTP头和不定长的连续多媒体数据组成,其中的多媒体数据可以是压缩后数据。
其中比较重要的几个域及其意义如下:
版本(V):2b,此域定义了RTP的版本,此协议定义的版本是2。
填料(P):1b,填料可能用于某些具有固定长度的加密算法,或者在底层数据单元中传输多个RTP包。
扩展(X):1b,若设置扩展比特,表示固定头(仅)后面跟随一个头扩展。
CSRC计数(CC):4b,CSRC计数包含了跟在固定头后面CSRC识别符的数目。
标志(M):1b,标志用来允许在比特流中标记重要的事件,如帧范围。
负载类型(PT):7b,此域定义了负载的格式,由具体应用决定其解释。协议可以规定负载类型码和负载格式之间一个默认的匹配。其他的负载类型码可以通过非RTP方法动态定义,RTP发射机在任意给定时间发出一个单独的RTP负载类型。
序列号(SN):16b,每发送一个RTP数据包,序列号加一,接收机可以据此检测丢包和重建包。序列号的初始值是随机的。
时间标志:32b,时间标志反映了RTP数据包中第一个比特的抽样瞬间。时间标志的起始值是随机的。
SSRC:32b,SSRC域用以识别同步源。标识符被随机生成,以使在同一个RTP会话期中没有任何两个同步源有相同的SSRC识别符。
CSRC列表:0~15项,每项32b。CSRC列表识别在此包中负载的有贡献源。识别符的数目在CC域中给定。
通过对RTP协议的分析,总结出以下几条“流特征”:
(1)UDP负荷头两个比特是0x10(RTP的版本号是2)。
(2)RTP流负载类型PT值保持不变。即同一流媒体数据包RTP头的9~15b的值保持不变。
(3)RTP流的SN值为递增。
(4)RTP包的SSRC值为定值,同一流媒体数据各包的SSRC值保持不变。

3 算法实现
首先通过Winpcap过滤器对数据包进行捕获,识别其中的握手数据包,然后分析呼叫信令的内容,获取传输流媒体的源、目的地址和端口号,再通知给过滤器针对该源、目的地址和端口号进行数据捕捉;识别其中的UDP数据包进行分析,根据“流特征”进行分析,确定所要捕捉的RTP数据流。
采用以上4条作为判断RTP流量的必要条件,当对每一个UDP数据流,如能连续检出4个包符合上述策略,则认定其满足为RTP数据流的充分条件。
经过大量实际数据的测试,该算法可以有效识别网络流媒体。

4 结语
在分析网络流媒体传输协议的基础上,利用Winpcap实现了一个网络流媒体识别算法。经试验证明,该算法能够有效识别流媒体,对网络流媒体的应用具有积极的作用。

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关键词: 算法 研究 实现 识别 流媒体 Winpcap 网络 基于 编解码器

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