پروتکل RTSP چیست ؟ کاربرد، نحوه کار و اهمیت آن
پروتکل RTSP یکی از اساسی ترین استانداردها برای استریم محتواهای ویدیویی است که در این مقاله قصد داریم به طور کامل به توضیح مفهوم و کاربردهای آن بپردازیم. استریم به معنای پخش پیوسته و بدون وقفه محتواست که به کاربر این امکان را میدهد که بدون نیاز به دانلود و ذخیره فایل محتوا، آن را از طریق اینترنت دنبال کند.
تعریف پروتکل RTSP
پروتکل RTSP (Real-Time Streaming Protocol) یک روش استاندارد برای انتقال محتواهای چندرسانه‌ای به ویژه صدا و ویدیو است که به منظور استریم زنده محتواها طراحی شده و برای سرور فرستنده این امکان را فراهم میکند که داده‌ها را بصورت بلادرنگ و در زمان واقعی برای دستگاه‌های گیرنده ارسال کند. از طرف دیگر، کاربران نیز میتوانند با استفاده از اینترنت، بلافاصله آن را دریافت و تماشا کنند، بدون اینکه مجبور باشند فایل را به طور کامل در دستگاه خود دانلود و ذخیره کنند. این ساده‌ترین تعریفی است که میتوان از این پروتکل استریم ارائه داد، اگرچه در واقعیت، کار آن بسیار پیچیده‌تر است.
وظیفه اصلی این پروتکل در زمان استریم محتواها، دقیقاً همان است که در بالا گفته شد، اما این دستورالعمل کارهای سودمند دیگری نیز انجام میدهد. با استفاده از این پروتکل، کاربر میتواند در هنگام استریم ویدیو، کارهای زیر را انجام دهد:
- پخش را متوقف و یا دوباره از سر بگیرد.
- سرعت پخش را کم و زیاد کند.
- پخش ویدیو را جلو و عقب ببرد.
- کیفیت پخش را انتخاب کند.
- صدا را کنترل کند.
- زبان زیرنویس یا صوت را انتخاب کند.
از طرفی انعطاف‌پذیری بالای این پروتکل، باعث شده تا استریم محتواهای صوتی و تصویری در شبکه‌های مختلف (محلی و گسترده) آسان و سریع، باکیفیت و بی‌وقفه انجام شود. کار انتقال و پخش محتوا چه در شبکه‌های کوچک با گیرنده‌های محدود انجام شود و چه در سطح جهانی، این پروتکل میتواند بدون تأخیر و کاهش سرعت، استریم صوتی و ویدیویی را ممکن کند.
اهمیت پروتکل RTSP در استریم ویدیو
اهمیت دیگر پروتکل RTSP در این است که از فرمت‌های مختلف صوتی و ویدیویی پشتیبانی میکند. در زمان استریم زنده، این پروتکل به فرستنده‌ها این امکان را میدهد که بدون نیاز به تغییر فرمت، انواع محتواها را ارسال و پخش کنند. از رایج‌ترین فرمت‌هایی که این پروتکل پشتیبانی میکند میتوان موارد زیر را نام برد:
- فرمت ویدیویی 264 یا AVC
- فرمت ویدیویی265 یا HEVC
- فرمت ویدیویی MPEG-4 یا MP4
- فرمت صوتی MP3
- فرمت صوتی FLAC
- فرمت صوتی ALAC
پروتکل RTSP چگونه کار میکند ؟
نحوه عملکرد این پروتکل به صورت کلاینت-سرور است که در آن گیرنده محتوا به فرستنده دستورهایی را ارسال میکند، سپس فرستنده به این دستورها پاسخ داده و عمل‌های خاصی را شروع به اجرا میکند. باید توجه داشت که پروتکل RTSP در کنار پروتکل‌های دیگر عمل میکند تا فرآیند ارسال، دریافت و عملکرد آپشن‌های مختلف به درستی انجام شود. بیایید نگاه دقیق‌تری به نحوه کارکرد این دستورالعمل‌ها بیاندازیم:
- مرحله اول: در اولین قدم برای پخش استریم، دستگاه گیرنده با ارسال دستور SETUP به دستگاه فرستنده، درخواست میکند تا سرور برای انتقال داده‌ها و شروع استریم آماده شود. در این مرحله پیکربندی و پارامترهای مختلف مشخص و آماده‌سازی میشوند که در واقع پروتکل RTSP آنها را تعیین میکند. برای مثال:
- منابع پخش و نوع فایل
- آدرس منابع URL
- کدک‌ها و فرمت‌ها
- زمانبندی محتوا
- پروتکل‌هایی که باید در این فرآیند استفاده شوند و…
- مرحله دوم: دستگاه گیرنده با ارسال دستور PLAY از طریق پرتکل RTSP به فرستنده، آماده دریافت و پخش محتوا میشود. سرور پیام تأییدی به فرستنده ارسال کرده و انتقال داده‌ها را آغاز میکند. در این مرحله پروتکل RTSP بیشتر نقش مدیریت و هماهنگی فرآیند را بر عهده دارد و بصورت مستقیم کار نمیکند، بلکه با به کارگیری پروتکل RTP داده‌ها را از فرستنده به گیرنده ارسال میکند؛ بدین صورت که داده‌ها به بسته‌های کوچک تقسیم بندی میشوند، پروتکل RTP با به کارگیری دیگر پروتکل‌ها این بسته‌ها را ارسال میکند و گیرنده نیز این بسته‌ها را به ترتیب دریافت و برای پخش بازسازی میکند.
- مرحله سوم: زمانی که پخش تمام میشود یا گیرنده میخواهد ارتباط و مشاهده محتوا را به طور کامل قطع کند، دستور TEARDOWN با استفاده از پروتکل RTSP به فرستنده منتقل میشود. در صورتی که پیام معتبر باشد، فرستنده جریان انتقال داده‌ها را بصورت کامل و امن پایان میدهد.
نکته: مواردی که گفته شد 3 مرحله اصلی روند استریم بودند. در این جریان، دستورالعمل‌ها و عملیات‌های دیگری نیز وجود دارد که به مهم‌ترین آنها در بخش قبل پرداختیم.
کاربرد پروتکل RTSP
به اهمیت و مزایای پروتکل RTSP در جریان استریم داده‌های صوتی و تصویری اشاره کردیم. حال بیایید نگاهی به کاربردهای اصلی این دستورالعمل بیاندازیم. پروتکل RSTP در چه جاهایی بیشتر استفاده میشود؟
- رسانه‌های آنلاین و پلفترم‌های اینترنتی: در پلتفرم‌ها و سرویس‌های پخش آنلاین و همچنین در شبکه‌های اجتماعی مخصوصاً زمانی که از قابلیت لایو استریم یا استریم در زمان واقعی استفاده میشود و پخش زنده محتوا با کمترین تأخیر و بیشترین کیفیت، اهمیت زیادی دارد، پروتکل RTSP به کار میرود. به عنوان مثال: استریم ویدیوگیم، مسابقات ورزشی، موزیک و پادکست و…
- ارتباطات ویدیویی: در برخی از سیستم‌های تماس و ارتباطات تصویری نیز برای انتقال داده‌های صوتی و تصویری و تعامل به صورت همزمان و در لحظه، از این پروتکل استفاده میشود. در کلاس‌ها و جلسات آنلاین، تماس‌های تصویری و کنفرانس‌ها و هرگونه ارتباط متقابل که از طریق دوربین و ویدیو انجام میشود و امنیت داده‌ها در آن اهمیت دارد.
- اینترنت اشیاء: کاربرد گسترده این دستورالعمل در بحث اشیاء هوشمند، سیستم‌های نظارتی و به خصوص دوربین‌های امنیتی و مداربسته است. معمولاً این دوربین‌ها به شبکه اینترنت وصل میشوند و برای انتقال داده‌ها به دستگاه گیرنده به صورت استریم و زنده، از پروتکل RTSP استفاده میکنند. در مورد وسایل هوشمند (Internet of Things) که نیاز به نظارت و کنترل از راه دور دارند نیز این فرآیند مشابه است. این دستگاه‌ها به گیرنده‌های مختلف متصل هستند و داده‌های ویدیویی را بصورت زنده به آنها ارسال میکنند.
چالش های پروتکل RTSP
با وجود مزایا و کاربردهای فراوان، این پروتکل با معایب و محدودیت‌هایی نیز همراه است که در ادامه به مهم‌ترین آنها اشاره میکنیم:
- معمولاً این پروتکل برای انجام فرآیندهای مختلف مانند ارسال داده‌ها، نیاز به همکاری و به کارگیری پروتکل‌های دیگری دارد.
- استفاده از این پروتکل معمولاً در شبکه‌هایی با تعداد گیرنده‌های کم و محدود، بهتر عمل میکند.
- این پروتکل برای اینکه بتواند داده‌های صوتی و تصویری را در لحظه و بدون افت کیفیت انتقال دهد، نیاز به پهنای باند زیاد و کیفیت بالای اینترنت دارد.
- بسیاری از دستگاه‌های گیرنده ممکن است به طور مستقیم از این پروتکل پشتیبانی نکنند و نیاز به تنظیمات بیشتر و برنامه‌های مخصوص داشته باشند.
تفاوت پروتکل RTSP با TCP و UDP
پروتکل RTSP (Real-Time Streaming Protocol) برای کنترل جریان های چندرسانه‌ای به کار میرود و به کاربران اجازه میدهد محتوای صوتی و تصویری را از سرور درخواست کرده و آن را به صورت بلادرنگ پخش کنند. از سوی دیگر، پروتکل‌های TCP (Transmission Control Protocol) و UDP (User Datagram Protocol) مربوط به انتقال داده‌ها در شبکه هستند.
برای درک تفاوت ها، این سه پروتکل را در جنبه‌های مختلف مقایسه میکنیم:
| RTSP: برای مدیریت و کنترل استریم‌های چندرسانه‌ای طراحی شده است. این پروتکل دستورات پخش مانند پخش (Play)، توقف (Pause) و متوقف کردن (Stop) را مدیریت میکند. | TCP: برای برنامه‌هایی که به صحت داده‌ها اهمیت زیادی می‌دهند، مانند ایمیل، مرور وب، و انتقال فایل. |
| TCP: انتقال داده‌ها با اطمینان بالا، تضمین ترتیب و بدون از دست رفتن بسته‌ها. | UDP: در برنامه های بلادرنگ مثل تماس‌های ویدیویی، پخش زنده، و بازی‌های آنلاین کاربرد دارد. |
| UDP: انتقال سریع داده‌ها با تأخیر کم، اما بدون تضمین صحت و ترتیب داده‌ها. | RTSP: به عنوان پروتکل کنترل، انتقال داده را مستقیماً انجام نمی‌دهد، اما معمولاً از RTP/UDP برای تأخیر کم یا RTP/TCP برای اطمینان بیشتر استفاده میکند. |
| RTSP: خودش برای انتقال داده‌ها به‌کار نمی‌رود، بلکه معمولاً از RTP (Real-time Transport Protocol) همراه با UDP یا TCP برای ارسال داده‌های صوتی و تصویری استفاده میکند. | TCP: بسیار مطمئن است، اما به دلیل مکانیسم‌های تصحیح خطا، تأخیر بیشتری دارد. |
| TCP: برای انتقال ایمن و قابل اطمینان داده‌ها استفاده میشود، اما به دلیل تأخیر بالا برای ویدیوهای زنده مناسب نیست. | UDP: سریع است، اما به دلیل نبود تصحیح خطا، ممکن است داده‌ها ناقص یا با از دست رفتگی دریافت شوند. |
| UDP: به دلیل تأخیر کم و سرعت بالا، برای پخش زنده و استریم ویدیو ایده‌آل است، اما امکان از دست رفتن برخی بسته‌های داده وجود دارد. | RTSP: امکان مدیریت جلسات استریم را دارد. میتوان استریم را شروع، متوقف یا به موقعیت خاصی هدایت کرد. |
| RTSP: در سیستم‌های دوربین مداربسته (CCTV)، پخش زنده، ویدیوهای آموزشی و استریم زنده کاربرد دارد. | TCP و UDP: فاقد امکانات مدیریتی خاص برای جلسات هستند. آنها فقط داده‌ها را منتقل میکنند. |
نتیجه گیری
همانطور که گفتیم، پروتکل ها (یا همان دستورالعمل ها و شرایط) استریم ویدیویی، استانداردهای شناخته شده‌ای هستند که نحوه انتقال و پخش محتوای ویدیویی را از مسیر فرستنده به گیرنده مشخص و مدیریت میکنند. یکی از این پروتکل های مهم، RTSP است که وظیفه انتقال داده‌ها به صورت پی در پی را بر عهده دارد. در این مقاله به کاربردها و اهمیت این پروتکل پرداختیم، چالش ها و معایب آن را بررسی کردیم و نحوه کار این دستورالعمل را توضیح دادیم. امیدواریم که با خواندن این مقاله از نگاوید، اطلاعات جامع و مفیدی به دست آورده باشید.
سلام. آیا RTSP قابلیت ادغام با پروتکل WebRTC برای استریم زنده در مرورگرها رو داره ؟ اگر بله، چه تنظیماتی لازمه ؟
سلام وقت بخیر
بله، RTSP میتواند با WebRTC ادغام شود، اما معمولاً به یک واسط (مثل یک سرور یا ابزار تبدیل) نیاز دارد. RTSP معمولاً برای ارتباط با دوربین ها استفاده میشود و WebRTC برای استریم در مرورگر ها. ابزارهایی مثل FFmpeg یا GStreamer میتوانند داده‌های RTSP را به فرمت WebRTC تبدیل کنند.