RTSP协议详解与C++实现实例

一、RTSP简介

RTSP(Real-Time Streaming Protocol,实时流传输协议)是由 RealNetworks 与 Netscape 于 1998 年提出的应用层协议 ,用于控制流媒体服务器,比如播放、暂停、快进、回放等操作,其功能类似于"远程控制器",控制客户端和服务器之间的多媒体传输会话

RTSP 本身不传输媒体数据 ,它主要负责会话的建立和控制,媒体数据通常通过 RTP(Real-time Transport Protocol)或 RTCP 传输

二、RTSP协议工作原理

RTSP 的核心是控制视频/音频流的状态切换,常用命令有:

方法 描述
OPTIONS 查询服务器支持的命令
DESCRIBE 获取媒体描述信息(如 SDP)
SETUP 初始化会话,建立 RTP 传输通道
PLAY 开始流媒体播放
PAUSE 暂停播放
TEARDOWN 关闭会话,释放资源

典型流程如下:

复制代码
Client        →        Server
   |   OPTIONS  ----------------->
   |   DESCRIBE ----------------->
   |   SETUP    ----------------->
   |   PLAY     ----------------->
   |   RTP流传输 <----------------
   |   PAUSE/TEARDOWN ----------->

三、RTSP C++客户端实现方案

你可以使用以下两种方式实现 RTSP 客户端:

✅ 方法一:基于 FFmpeg 库

FFmpeg 支持通过 libavformatlibavcodec 实现对 RTSP 流的拉取与解码。

✅ 方法二:使用 live555(原生支持 RTSP)

live555 是一个纯 C++ 实现的流媒体库,支持完整的 RTSP 协议。

我们这里以 FFmpeg + C++ 实现 RTSP 拉流并保存为文件 为例。

四、FFmpeg + C++ 实现 RTSP拉流保存

🔹 依赖环境
  • FFmpeg 安装(需包含开发头文件和库)
  • C++17 编译器(如 g++)
🔹 示例代码
复制代码
#include <iostream>
extern "C" {
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavutil/timestamp.h>
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    const char* rtsp_url = "rtsp://your-ip-address/stream";
    const char* output_file = "output.mp4";

    avformat_network_init();

    AVFormatContext* input_ctx = nullptr;

    // 打开 RTSP 输入
    if (avformat_open_input(&input_ctx, rtsp_url, nullptr, nullptr) < 0) {
        std::cerr << "Could not open input file." << std::endl;
        return -1;
    }

    if (avformat_find_stream_info(input_ctx, nullptr) < 0) {
        std::cerr << "Failed to get stream info." << std::endl;
        return -1;
    }

    av_dump_format(input_ctx, 0, rtsp_url, 0);

    // 创建输出上下文
    AVFormatContext* output_ctx = nullptr;
    avformat_alloc_output_context2(&output_ctx, nullptr, nullptr, output_file);
    if (!output_ctx) {
        std::cerr << "Could not create output context." << std::endl;
        return -1;
    }

    // 拷贝流信息
    for (unsigned i = 0; i < input_ctx->nb_streams; i++) {
        AVStream* in_stream = input_ctx->streams[i];
        AVStream* out_stream = avformat_new_stream(output_ctx, nullptr);
        avcodec_parameters_copy(out_stream->codecpar, in_stream->codecpar);
        out_stream->codecpar->codec_tag = 0;
    }

    // 打开输出文件
    if (!(output_ctx->oformat->flags & AVFMT_NOFILE)) {
        if (avio_open(&output_ctx->pb, output_file, AVIO_FLAG_WRITE) < 0) {
            std::cerr << "Could not open output file." << std::endl;
            return -1;
        }
    }

    avformat_write_header(output_ctx, nullptr);

    AVPacket pkt;
    while (av_read_frame(input_ctx, &pkt) >= 0) {
        AVStream* in_stream = input_ctx->streams[pkt.stream_index];
        AVStream* out_stream = output_ctx->streams[pkt.stream_index];

        // 时间戳转换
        pkt.pts = av_rescale_q_rnd(pkt.pts, in_stream->time_base, out_stream->time_base,
                                   (AVRounding)(AV_ROUND_NEAR_INF | AV_ROUND_PASS_MINMAX));
        pkt.dts = av_rescale_q_rnd(pkt.dts, in_stream->time_base, out_stream->time_base,
                                   (AVRounding)(AV_ROUND_NEAR_INF | AV_ROUND_PASS_MINMAX));
        pkt.duration = av_rescale_q(pkt.duration, in_stream->time_base, out_stream->time_base);
        pkt.pos = -1;

        av_interleaved_write_frame(output_ctx, &pkt);
        av_packet_unref(&pkt);
    }

    av_write_trailer(output_ctx);
    avformat_close_input(&input_ctx);

    if (!(output_ctx->oformat->flags & AVFMT_NOFILE))
        avio_closep(&output_ctx->pb);

    avformat_free_context(output_ctx);
    avformat_network_deinit();

    std::cout << "Finished saving stream to " << output_file << std::endl;
    return 0;
}

收起

🔹 编译命令示例:
复制代码
g++ rtsp_recorder.cpp -o rtsp_recorder \
    `pkg-config --cflags --libs libavformat libavcodec libavutil`

五、其他扩展建议

✅ 播放 RTSP

  • 使用 OpenCV + FFmpeg 解码并实时播放
  • 用 SDL2 实现视频输出

✅ 录制 RTSP 多路流

  • 使用多线程拉取多个通道
  • 每个通道维护独立 AVFormatContext

✅ 使用 live555 的 RTSPClient 示例

live555 提供一个 testRTSPClient.cpp,可作为完整的 RTSP 控制示例。

六、总结

优点 缺点
1. 专为流媒体控制设计 2. 支持多种传输方式(TCP/UDP) 3. 可实现按需播放、暂停、快进等功能 1. 需要配合 RTP/RTCP 使用 2. NAT/防火墙穿透差 3. 实现复杂

RTSP 协议在网络摄像头、安防监控、直播回看等场景中被广泛采用,借助 FFmpeg 或 live555 等库,你可以灵活实现 RTSP 客户端、流媒体录制、边看边存等高级功能。

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