音视频入门基础：RTP专题（9）——FFmpeg接收RTP流的原理和内部实现

news2025/3/13 10:56:43

一、引言

由《音视频入门基础：RTP专题（2）——使用FFmpeg命令生成RTP流》可以知道，推流端通过下面FFmpeg命令可以将一个媒体文件转推RTP，生成RTP流：

ffmpeg -re -stream_loop -1 -i input.mp4 -vcodec copy -an -f rtp rtp://192.168.0.103:6005 -acodec copy -vn -sdp_file XXX.sdp -f rtp rtp://192.168.0.103:7005

接收端通过命令：ffmpeg -protocol_whitelist "file,rtp,udp" -i XXX.sdp 可以查看生成的RTP流的信息：

由《音视频入门基础：RTP专题（8）——使用Wireshark分析RTP》可以知道，上述推流端的本质是创建了一个UDP客户端，将媒体文件input.mp4的视频数据发送到IP为192.168.0.103的UDP服务器的6005端口，音频数据发送到该UDP服务器的7005端口。与之对应，接收端的本质是创建了一个UDP服务器来接收推流端发送的基于UDP的RTP数据。下面讲述接收端的FFmpeg，其源码中接收RTP流的内部实现。

二、FFmpeg接收RTP流的内部实现

（一）获取端口

由《音视频入门基础：RTP专题（3）——SDP简介》可以知道，SDP中某行<type>的值为'm'时，<value>会包含媒体描述信息，此时该行SDP的格式为：m=<media> <port> <proto> <fmt> ...。如果音视频数据为RTP，那<port>为接收端需要创建的UDP服务器的端口号，该端口用于接收推流端发送的基于UDP的RTP数据。

由《音视频入门基础：RTP专题（5）——FFmpeg源码中，解析SDP的实现》可以知道，FFmpeg源码中通过ff_sdp_parse函数解析SDP，而ff_sdp_parse函数中又会通过sdp_parse_line函数解析SDP中的一行数据，所以sdp_read_header函数中执行完ff_sdp_parse函数后，变量rtsp_st->sdp_port会得到<port>的信息。然后sdp_read_header函数中会通过语句：ff_url_join(url, sizeof(url), "rtp", NULL,namebuf, rtsp_st->sdp_port,"?localport=%d&ttl=%d&connect=%d&write_to_source=%d",rtsp_st->sdp_port, rtsp_st->sdp_ttl,rt->rtsp_flags & RTSP_FLAG_FILTER_SRC ? 1 : 0,rt->rtsp_flags & RTSP_FLAG_RTCP_TO_SOURCE ? 1 : 0)  将包含<port>信息的字符串拷贝到url数组中：

static int sdp_read_header(AVFormatContext *s)
{
    RTSPState *rt = s->priv_data;
    char url[MAX_URL_SIZE]
//...
    err = ff_sdp_parse(s, bp.str);
    av_bprint_finalize(&bp, NULL);
    if (err) goto fail;

    /* open each RTP stream */
    for (i = 0; i < rt->nb_rtsp_streams; i++) {
        char namebuf[50];
        rtsp_st = rt->rtsp_streams[i];

        if (!(rt->rtsp_flags & RTSP_FLAG_CUSTOM_IO)) {
            AVDictionary *opts = map_to_opts(rt);
            char buf[MAX_URL_SIZE];
            const char *p;

            err = getnameinfo((struct sockaddr*) &rtsp_st->sdp_ip,
                              sizeof(rtsp_st->sdp_ip),
                              namebuf, sizeof(namebuf), NULL, 0, NI_NUMERICHOST);
            if (err) {
                av_log(s, AV_LOG_ERROR, "getnameinfo: %s\n", gai_strerror(err));
                err = AVERROR(EIO);
                av_dict_free(&opts);
                goto fail;
            }
            ff_url_join(url, sizeof(url), "rtp", NULL,
                        namebuf, rtsp_st->sdp_port,
                        "?localport=%d&ttl=%d&connect=%d&write_to_source=%d",
                        rtsp_st->sdp_port, rtsp_st->sdp_ttl,
                        rt->rtsp_flags & RTSP_FLAG_FILTER_SRC ? 1 : 0,
                        rt->rtsp_flags & RTSP_FLAG_RTCP_TO_SOURCE ? 1 : 0);

            p = strchr(s->url, '?');
            if (p && av_find_info_tag(buf, sizeof(buf), "localaddr", p))
                av_strlcatf(url, sizeof(url), "&localaddr=%s", buf);
            else if (rt->localaddr && rt->localaddr[0])
                av_strlcatf(url, sizeof(url), "&localaddr=%s", rt->localaddr);
            append_source_addrs(url, sizeof(url), "sources",
                                rtsp_st->nb_include_source_addrs,
                                rtsp_st->include_source_addrs);
            append_source_addrs(url, sizeof(url), "block",
                                rtsp_st->nb_exclude_source_addrs,
                                rtsp_st->exclude_source_addrs);
            err = ffurl_open_whitelist(&rtsp_st->rtp_handle, url, AVIO_FLAG_READ,
                           &s->interrupt_callback, &opts, s->protocol_whitelist, s->protocol_blacklist, NULL);

            av_dict_free(&opts);

            if (err < 0) {
                err = AVERROR_INVALIDDATA;
                goto fail;
            }
        }
        if ((err = ff_rtsp_open_transport_ctx(s, rtsp_st)))
            goto fail;
    }
//..
}

然后sdp_read_header中会执行语句：err = ffurl_open_whitelist(&rtsp_st->rtp_handle, url, AVIO_FLAG_READ,&s->interrupt_callback, &opts, s->protocol_whitelist, s->protocol_blacklist, NULL)。ffurl_open_whitelist中会通过语句：int ret = ffurl_alloc(puc, filename, flags, int_cb)将上述url数组中的字符串拷贝到(*puc)->filename中。然后ffurl_open_whitelist中会调用ffurl_connect函数：

int ffurl_open_whitelist(URLContext **puc, const char *filename, int flags,
                         const AVIOInterruptCB *int_cb, AVDictionary **options,
                         const char *whitelist, const char* blacklist,
                         URLContext *parent)
{
//...
    int ret = ffurl_alloc(puc, filename, flags, int_cb);
//...

    ret = ffurl_connect(*puc, options);

//...
}

ffurl_connect函数中会执行函数指针url_open对应的回调函数。当音视频流为RTP流时，对应的回调函数就是rtp_open函数：

int ffurl_connect(URLContext *uc, AVDictionary **options)
{
//...
    err =
        uc->prot->url_open2 ? uc->prot->url_open2(uc,
                                                  uc->filename,
                                                  uc->flags,
                                                  options) :
        uc->prot->url_open(uc, uc->filename, uc->flags);
//...
}

rtp_open函数的底层又会调用udp_open函数，udp_open函数中会通过下面语句将上述字符串冲的<port>信息提取出来，赋值给变量s->local_port：

static int udp_open(URLContext *h, const char *uri, int flags)
{
//...
    p = strchr(uri, '?');
    if (p) {
        //...
            if (av_find_info_tag(buf, sizeof(buf), "localport", p)) {
            s->local_port = strtol(buf, NULL, 10);
        //...
        }
    }
    
//...
}

总之，经过一系列繁琐的赋值和拷贝操作后，变量s->local_port最终得到接收端需要创建的UDP服务器的端口号，该端口来源于推流端的FFmpeg命令生成的SDP文件中的端口信息。

（二）给addrinfo结构赋值

获取完端口后，udp_open函数内部会调用udp_socket_create函数：

/* put it in UDP context */
/* return non zero if error */
static int udp_open(URLContext *h, const char *uri, int flags)
{
//...
    udp_fd = udp_socket_create(h, &my_addr, &len, s->localaddr);
//...
}

udp_socket_create函数内部会通过语句：

res0 = ff_ip_resolve_host(h, (localaddr && localaddr[0]) ? localaddr : NULL,s->local_port,SOCK_DGRAM, family, AI_PASSIVE) 根据给定的主机名和需要创建的UDP服务器的端口，返回一个struct addrinfo结构，从而给addrinfo结构赋值。其中localaddr包含主机名，s->local_port为上述讲到的需要创建的UDP服务器的端口：

static int udp_socket_create(URLContext *h, struct sockaddr_storage *addr,
                             socklen_t *addr_len, const char *localaddr)
{
    UDPContext *s = h->priv_data;
    int udp_fd = -1;
    struct addrinfo *res0, *res;
    int family = AF_UNSPEC;

    if (((struct sockaddr *) &s->dest_addr)->sa_family)
        family = ((struct sockaddr *) &s->dest_addr)->sa_family;
    res0 = ff_ip_resolve_host(h, (localaddr && localaddr[0]) ? localaddr : NULL,
                            s->local_port,
                            SOCK_DGRAM, family, AI_PASSIVE);
    if (!res0)
        goto fail;
    for (res = res0; res; res=res->ai_next) {
        if (s->udplite_coverage)
            udp_fd = ff_socket(res->ai_family, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDPLITE, h);
        else
            udp_fd = ff_socket(res->ai_family, SOCK_DGRAM, 0, h);
        if (udp_fd != -1) break;
        ff_log_net_error(h, AV_LOG_ERROR, "socket");
    }

    if (udp_fd < 0)
        goto fail;

    memcpy(addr, res->ai_addr, res->ai_addrlen);
    *addr_len = res->ai_addrlen;

    freeaddrinfo(res0);

    return udp_fd;

 fail:
    if (udp_fd >= 0)
        closesocket(udp_fd);
    if(res0)
        freeaddrinfo(res0);
    return -1;
}

ff_ip_resolve_host函数定义在libavformat/ip.c中，可以看到其内部通过getaddrinfo函数根据给定的主机名和服务名，返回一个struct addrinfo结构。关于getaddrinfo函数的用法可以参考：《百度百科——getaddrinfo》：

struct addrinfo *ff_ip_resolve_host(void *log_ctx,
                                    const char *hostname, int port,
                                    int type, int family, int flags)
{
    struct addrinfo hints = { 0 }, *res = 0;
    int error;
    char sport[16];
    const char *node = 0, *service = "0";

    if (port > 0) {
        snprintf(sport, sizeof(sport), "%d", port);
        service = sport;
    }
    if ((hostname) && (hostname[0] != '\0') && (hostname[0] != '?')) {
        node = hostname;
    }
    hints.ai_socktype = type;
    hints.ai_family   = family;
    hints.ai_flags    = flags;
    if ((error = getaddrinfo(node, service, &hints, &res))) {
        res = NULL;
        av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR, "getaddrinfo(%s, %s): %s\n",
               node ? node : "unknown",
               service,
               gai_strerror(error));
    }

    return res;
}

执行完上述操作后，udp_open函数中的变量my_addr会得到主机名和需要创建的UDP服务器的端口信息：

/* put it in UDP context */
/* return non zero if error */
static int udp_open(URLContext *h, const char *uri, int flags)
{
//...
    udp_fd = udp_socket_create(h, &my_addr, &len, s->localaddr);
//...
}

（三）创建套接字

给addrinfo结构赋值后，udp_socket_create函数内部会执行语句：udp_fd = ff_socket(res->ai_family, SOCK_DGRAM, 0, h) 来创建套接字，SOCK_DGRAM表示是基于UDP：

static int udp_socket_create(URLContext *h, struct sockaddr_storage *addr,
                             socklen_t *addr_len, const char *localaddr)
{
//...
    res0 = ff_ip_resolve_host(h, (localaddr && localaddr[0]) ? localaddr : NULL,
                            s->local_port,
                            SOCK_DGRAM, family, AI_PASSIVE);
//...
    for (res = res0; res; res=res->ai_next) {
        if (s->udplite_coverage)
            udp_fd = ff_socket(res->ai_family, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDPLITE, h);
        else
            udp_fd = ff_socket(res->ai_family, SOCK_DGRAM, 0, h);
        if (udp_fd != -1) break;
        ff_log_net_error(h, AV_LOG_ERROR, "socket");
    }
//...
}

 ff_socket函数定义在libavformat/network.c中，可以看到该函数内部通过socket函数创建了套接字。音视频流为RTP的情况下，形参type的值为SOCK_DGRAM，所以此时创建的是UDP套接字：


int ff_socket(int af, int type, int proto, void *logctx)
{
    int fd;

#ifdef SOCK_CLOEXEC
    fd = socket(af, type | SOCK_CLOEXEC, proto);
    if (fd == -1 && errno == EINVAL)
#endif
    {
        fd = socket(af, type, proto);
#if HAVE_FCNTL
        if (fd != -1) {
            if (fcntl(fd, F_SETFD, FD_CLOEXEC) == -1)
                av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Failed to set close on exec\n");
        }
#endif
    }
#ifdef SO_NOSIGPIPE
    if (fd != -1) {
        if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_NOSIGPIPE, &(int){1}, sizeof(int))) {
             av_log(logctx, AV_LOG_WARNING, "setsockopt(SO_NOSIGPIPE) failed\n");
        }
    }
#endif
    return fd;
}

（四）绑定套接字

创建完UDP套接字后，udp_open函数中会通过bind函数绑定上述创建的UDP套接字到my_addr上。从上面我们已经可以知道，my_addr包含需要创建的UDP服务器的端口信息：

​/* put it in UDP context */
/* return non zero if error */
static int udp_open(URLContext *h, const char *uri, int flags)
{
//...
    udp_fd = udp_socket_create(h, &my_addr, &len, s->localaddr);
//...
    /* bind to the local address if not multicast or if the multicast
     * bind failed */
    /* the bind is needed to give a port to the socket now */
    if (bind_ret < 0 && bind(udp_fd,(struct sockaddr *)&my_addr, len) < 0) {
        ff_log_net_error(h, AV_LOG_ERROR, "bind failed");
        ret = ff_neterrno();
        goto fail;
    }
//...
}

​

（五）监视文件描述符是否可读并接收数据

绑定完套接字后，FFmpeg的avformat_find_stream_info函数底层会调用rtp_read函数，而rtp_read函数内部会通过poll函数监视文件描述符（上述创建的UDP套接字）是否可读。如果可读，那就通过recvfrom函数接收UDP数据（基于UDP的RTP音视频数据）：

static int rtp_read(URLContext *h, uint8_t *buf, int size)
{
    RTPContext *s = h->priv_data;
    int len, n, i;
    struct pollfd p[2] = {{s->rtp_fd, POLLIN, 0}, {s->rtcp_fd, POLLIN, 0}};
    int poll_delay = h->flags & AVIO_FLAG_NONBLOCK ? 0 : POLLING_TIME;
    struct sockaddr_storage *addrs[2] = { &s->last_rtp_source, &s->last_rtcp_source };
    socklen_t *addr_lens[2] = { &s->last_rtp_source_len, &s->last_rtcp_source_len };
    int runs = h->rw_timeout / 1000 / POLLING_TIME;

    for(;;) {
        if (ff_check_interrupt(&h->interrupt_callback))
            return AVERROR_EXIT;
        n = poll(p, 2, poll_delay);
        if (n > 0) {
            /* first try RTCP, then RTP */
            for (i = 1; i >= 0; i--) {
                if (!(p[i].revents & POLLIN))
                    continue;
                *addr_lens[i] = sizeof(*addrs[i]);
                len = recvfrom(p[i].fd, buf, size, 0,
                                (struct sockaddr *)addrs[i], addr_lens[i]);
                if (len < 0) {
                    if (ff_neterrno() == AVERROR(EAGAIN) ||
                        ff_neterrno() == AVERROR(EINTR))
                        continue;
                    return AVERROR(EIO);
                }
                if (ff_ip_check_source_lists(addrs[i], &s->filters))
                    continue;
                return len;
            }
        } else if (n == 0 && h->rw_timeout > 0 && --runs <= 0) {
            return AVERROR(ETIMEDOUT);
        } else if (n < 0) {
            if (ff_neterrno() == AVERROR(EINTR))
                continue;
            return AVERROR(EIO);
        }
        if (h->flags & AVIO_FLAG_NONBLOCK)
            return AVERROR(EAGAIN);
    }
}

三、总结

1.从上面的代码分析可以看出来，接收端的FFmpeg接收RTP数据，其原理就是创建了一个UDP服务器来接收推流端发送的基于UDP的RTP数据，本质就是接收UDP数据。该UDP服务器的实现原理跟《Linux下使用poll函数编写UDP客户端、服务器程序》中展示的UDP服务器是一样的，都是调用了socket、bind、poll、recvfrom这几个函数。

2.跟普通的UDP服务器相比，FFmpeg接收RTP流时创建的UDP服务器，其端口来源于推流端的FFmpeg命令生成的SDP文件中的端口信息。也就是说此时的流程是推流端的UDP客户端先被创建，然后通过SDP把需要创建的UDP服务器的端口号发送给接收端，最后接收端才根据这个端口号创建UDP服务器。所以可以实现推流端先推流（UDP客户端先发送音视频数据，不管服务器有没有接收到），接收端再接收RTP音视频数据。

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ComfyUI流程图生图原理详解

ComfyUI流程图生图原理详解

一、引言 ComfyUI 是一款功能强大的工具&#xff0c;在图像生成等领域有着广泛应用。本文补充一点ComfyUI 的安装与配置过程遇到的问题&#xff0c;并深入剖析图生图过程及相关参数&#xff0c;帮助读者快速入门并深入理解其原理。 二、ComfyUI 的安装与配置中遇到的问题 &a…
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使用右侧值现象来处理一个word导入登记表的需求

使用右侧值现象来处理一个word导入登记表的需求

需求也简单&#xff0c;导word文件用户登记表&#xff0c;有各部门的十几个版本&#xff08;为什么这么多&#xff1f;不知道&#xff09;。这里说下谈下我的一些代码做法&#xff1a; 需求分析&#xff1a; 如果能解决java字段和各项填的值怎么配对的问题&#xff0c;那么就…
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《open3d pyqt》Alpha重建

《open3d pyqt》Alpha重建

《open3d pyqt》Alpha重建 一、效果展示二、qt设置2.1 主界面添加动作2.2 dialog 界面、布局如下：三、核心代码一、效果展示 二、qt设置 2.1 主界面添加动作 2.2 dialog 界面、布局如下： 并生成py文件，参考前述章节 三、核心代码 main.py文件增加 from Su
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小程序canvas2d实现横版全屏和竖版逐字的签名组件（字帖式米字格签名组件）

小程序canvas2d实现横版全屏和竖版逐字的签名组件（字帖式米字格签名组件）

文章标题 01 功能说明02 效果预览2.1 横版2.2 竖版 03 使用方式04 横向签名组件源码4.1 html 代码4.2 业务 Js4.3 样式 Css 05 竖向签名组件源码5.1 布局 Html5.2 业务 Js5.3 样式 Css 01 功能说明 技术栈&#xff1a;uniapp、vue、canvas 2d 需求&#xff1a; 实现横版的全…
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MoE演变过程

MoE演变过程

MoE演变过程 1 MoE1.1 BasicMoE1.2 SparseMoE1.2.1 实现 1.3 Shared Expert SparseMoE 1 MoE 参考&#xff1a;https://huggingface.co/blog/zh/moe 1.1 BasicMoE 用router给出各专家的权重&#xff0c;然后让输入过每一个专家&#xff0c;然后做加权求和。 1.2 SparseMoE …
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【实战项目】BP神经网络识别人脸朝向----MATLAB实现

【实战项目】BP神经网络识别人脸朝向----MATLAB实现

(꒪ꇴ꒪ )&#xff0c;Hello我是祐言QAQ我的博客主页&#xff1a;C/C语言&#xff0c;数据结构&#xff0c;Linux基础&#xff0c;ARM开发板&#xff0c;网络编程等领域UP&#x1f30d;快上&#x1f698;&#xff0c;一起学习&#xff0c;让我们成为一个强大的攻城狮&#xff0…
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【1.8w字深入解析】从依赖地狱到依赖天堂：pnpm 如何革新前端包管理？

【1.8w字深入解析】从依赖地狱到依赖天堂：pnpm 如何革新前端包管理？

目录 前言npm 的诞生与发展嵌套依赖模型存在的问题npm3架构与yarnYarn 的诞生与局限Yarn 的诞生背景Yarn 仍然存在的问题 何为幽灵依赖依赖结构的不确定性pnpm王牌登场 -- 网状平铺结构安装包速度快依赖管理软链接 和 硬链接 机制 幽灵依赖产生的根本原因包管理工具的依赖解析机…
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137，【4】 buuctf web [SCTF2019]Flag Shop

137，【4】 buuctf web [SCTF2019]Flag Shop

进入靶场 都点击看看 发现点击work会增加&#xffe5; 但肯定不能一直点下去 抓包看看 这看起来是一个 JWT&#xff08;JSON Web Token&#xff09;字符串。JWT 通常由三部分组成&#xff0c;通过点&#xff08;.&#xff09;分隔&#xff0c;分别是头部&#xff08;Header&…
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【c++】c++内存管理

【c++】c++内存管理

目录 c和c的内存分布回顾C语言动态管理内存的方式malloccallocreallocfree C动态管理内存的方式new和deleteoperator new和operator delete定位new c和c的内存分布 回顾C语言动态管理内存的方式 malloc void* malloc (size_t size);malloc可以在堆上开辟指定内存的空间&#…
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EtherNet/IP转Modbus TCP：新能源风电监控与分析实用案例

EtherNet/IP转Modbus TCP：新能源风电监控与分析实用案例

EtherNet/IP转Modbus TCP&#xff1a;新能源风电监控与分析实用案例 一、案例背景 在某新能源汽车电池生产线上&#xff0c;需要将采用EtherNet/IP协议的电池检测设备与采用ProfiNet协议的生产线控制系统进行集成&#xff0c;以实现对电池生产过程的全面监控和数据采集。 二、…
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数字电路-基础逻辑门实验

数字电路-基础逻辑门实验

基础逻辑门是数字电路设计的核心元件&#xff0c;它们执行的是基本的逻辑运算。通过这些基本运算&#xff0c;可以构建出更为复杂的逻辑功能。常见的基础逻辑门包括与门&#xff08;AND&#xff09;、或门&#xff08;OR&#xff09;、非门&#xff08;NOT&#xff09;、异或门…
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