SIP RTP

Overview

RTP 내용정리

Basic

실시간 음성, 영상 데이터를 IP 네트워크 상에서 전송하기 위해서는 항상 RTP 를 사용한다. RTP는 RFC 1889(A Transport Protocol for Real-Time Applications)에 정의되어 있었지만, 2003년 RFC 1889를 대신하는 RFC 3550이 standards track 으로 채택 되면서, RFC 1889 가 폐기되었다.

간략하게 RFC 3550의 앞부분에 명시된 개요 부분을 요약하면, RTP는 Real-Time Transport Protocol의 약어로 음성, 영상 또는 시뮬레이션 데이터와 같은 실시간 데이터를 멀티캐스트 또는 유니캐스트 네트워크를 이용하여 전송하는 응용 서비스를 위한 end-to-end 네트워크 전송 프로토콜이다. RTP는 RTCP(Real-Time Control Protocol)에 의해 데이터의 전달 상황을 감시하며, 최소한의 제어 기능과 미디어 식별 기능을 제공한다.

Protocol

RTP는 전송 프로토콜로 UDP(User Datagram Protocol)과 네트워크 프로토콜로 IP를 이용한다. RTP가 신뢰할 수 있는 TCP를 이용하지 않고 UDP를 이용하는 이유는 실시간 음성 및 영상은 패킷 에러나 패킷 소실이 발생하더라도 TCP 재전송 매커니즘을 활용할 수 없기 때문이다. 재전송된 패킷은 수신 단말이 재생해야 할 시점을 이미 지나버린 이후가 될 확률이 높아 패킷을 폐기한다.

RTP 패킷당 페이로드 크기
--------------------------------------------------------------
| Ethernet(18 bytes) | IP(20 bytes) | RTP(12 bytes) | Sample |
--------------------------------------------------------------

섀논과 나이키스트 정리에 의해 G.711 코덱은 1초당 8000 개의 샘플링과 샘플당 8비트로 양자화한다. DSP 칩으로 G.711 코덱을 적용하면 10ms 단위당 음성 샘플을 160 바이트이고, G.729는 20 바이트이다. 만일 패킷당 10ms 단위로 페이로드를 만들면 초당 100개가 전송되고, 패킷당 20ms 단위로 페이로드를 만들면 50개가 전송된다. 일반적으로 20ms 단위로 하나의 패킷을 만들어 초당 50개의 패킷을 생성한다.

G.711

1 초당 8000 개의 샘플링
샘플당 8 비트(bit)
1초 음성에 사용되는 바이트(byte) = 8000 * 8(bit) / 8(byte 계산) = 8000 byte = 8Kb
만약 스테레오라면 8Kb x 2 = 16Kb

RTP Header

RFC 3550에 RTP 헤더가 정의되어 있다.

    0                   1                   2                   3
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |V=2|P|X|  CC   |M|     PT      |       sequence number         |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                           timestamp                           |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |           synchronization source (SSRC) identifier            |
   +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+
   |            contributing source (CSRC) identifiers             |
   |                             ....                              |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

RTCP Header

RFC 3550에 RTCP 헤더가 정의되어 있다.

        0                   1                   2                   3
        0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
header |V=2|P|    RC   |   PT=SR=200   |             length            |
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
       |                         SSRC of sender                        |
       +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+
sender |              NTP timestamp, most significant word             |
info   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
       |             NTP timestamp, least significant word             |
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
       |                         RTP timestamp                         |
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
       |                     sender's packet count                     |
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
       |                      sender's octet count                     |
       +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+
report |                 SSRC_1 (SSRC of first source)                 |
block  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  1    | fraction lost |       cumulative number of packets lost       |
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
       |           extended highest sequence number received           |
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
       |                      interarrival jitter                      |
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
       |                         last SR (LSR)                         |
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
       |                   delay since last SR (DLSR)                  |
       +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+
report |                 SSRC_2 (SSRC of second source)                |
block  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  2    :                               ...                             :
       +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+
       |                  profile-specific extensions                  |
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

See also

• https://brunch.co.kr/@linecard/154 - RTP의 이해