RTP头的解析及大小端处理的细节

RTP头的解析及大小端处理的细节

在看如何解析RTP头之前，先复习下大端和小端的概念，再分析如何解析RTP头

大端和小端

大小端是不同的CPU架构对内存的使用方式不同，将最高有效字节放在内存的低位，为大端序，在最高有效字节放在内存的高位，为小端序。在之前本以为大端和小端只是针对的多字节，其实在一个字节内的比特序也有大小端的概念，这里列几个结论

1. 进制书写中，最高位在最左端，最低为在最右端
   0x12345678，最高位位0x12。那么在小端系统中解释为0x78563412，大端解释为0x12345678(可以认为系统中的内存顺序为低位在前，高位在后，与书写顺序相反)。
2. 所有的网络协议都是以大端序(多字节序和比特序)来定义。
3. 在x86下是小端(多字节序和比特序)。
4. 以太网中是以小端来发送比特，发送时现转换为小端，接收时网卡会将比特序转换位本机的比特序，所以比特序的转换是在网卡上处理的，应用层无需关心，见下面参考资料1的描述

参考资料

1. 这篇文章详细的解释了多字节及比特序的大小端
2. 这篇文章详细介绍了比特序

RTP头的解析

RTP头的定义

可以看到协议的定义是以大端顺序定义的

以位域的方式解析RTP Header

按照RTP Header的定义，定义如下位域结构体

struct MBRTPHeader
{
#ifdef RTP_BIG_ENDIAN
	unsigned char version:2;
	unsigned char padding:1;
	unsigned char extension:1;
	unsigned char csrccount:4;

	uint8_t marker:1;
	uint8_t payloadtype:7;
#else // little endian
	unsigned char csrccount:4;
	unsigned char extension:1;
	unsigned char padding:1;
	unsigned char version:2;

	unsigned char payloadtype:7;
	unsigned char marker:1;
#endif // RTP_BIG_ENDIAN

	unsigned short sequencenumber;
	unsigned int timestamp;
	unsigned int ssrc;
};

位域结构体中定义了一个RTP_BIG_ENDIAN宏，用来标识系统是否是大端，如果系统是大端那么位域(比特序)的定义就是按照协议中的字段顺序来定义。如果是小端，应该是按照协议中相反的顺序来定义。x86 PC一般都是小端，下面按照小端解析RTP。

void ProcessRTPHeader(unsigned char* pData)
{
    RTPHeader *pRtpHeader = (RTPHeader*)pData;
    //取version
    int v = pRtpHeader->version;
    //取extension
    int x = pRtpHeader->extension;
    //取payload type
    int pt = pRtpHeader->payloadtype;
    //取marker
    int mark = pRtpHeader->marker;
    
    //取seq
    int seq = ntohs(pRtpHeader->sequencenumber);
    //取ssrc
    int ssrc = ntohl(pRtpHeader->ssrc);
}

在上面的代码示例中，取sequencenumber和ssrc时需要注意，因为其为多字节，所以需要转换为本地字节序(小端多字节序)后，再取值。

通过移位操作解析Rtp Header

定义如下结构体

struct RTPHeader
{
    int version;
    int type;
    int pad, ext, cc, mark;
    int seq, time;
    int ssrc;
};

void ProcessRTPHeader(unsigned char* pData)
{
    RTPHeader rtp;
    /*取version，version在最高位(本机是小端)，移到最低位后取值。以下的pad，ext，cc，mark，type字段同理都做了相应的位移操作*/
    rtp.version = (packet[0] >> 6) & 3;
    rtp.pad = (packet[0] >> 5) & 1;
    rtp.ext = (packet[0] >> 4) & 1;
    rtp.cc = packet[0] & 7;
    rtp.mark = (packet[1] >> 7) & 1;
    rtp.type = (packet[1]) & 127;
    
    //rbe16函数作用同ntohs，只是转入的参数不同
    rtp.seq = rbe16(packet + 2);
    //rbe32函数作用同ntohl，只是传入的参数不同
    rtp.time = rbe32(packet + 4);
    rtp.ssrc = rbe32(packet + 8);
}

int rbe16(const unsigned char *p)
{
    int v = p[0] << 8 | p[1];
    return v;
}

int rbe32(const unsigned char *p)
{
    int v = p[0] << 24 | p[1] << 16 | p[2] << 8 | p[3];
    return v;
}

两种方式的更有优势，通过位域的方式代码更简单。通过位运算的方式，兼容性格强，不需判断系统的字节序。

总结

这里介绍了解析RTP Header时对多字节序及比特序的大小端处理所应注意的细节，可以扩展开去，解析其它协议也应注意大小端的处理的不同。