Webrtc之SDP协议

SDP简介

SDP 最常用于 RTC 实时通话的协商过程，在 WebRTC 中，通信双方在连接阶段使用 SDP 来协商后续传输过程中使用的音视频编解码器(codec)、主机候选地址、网络传输协议等。

在实际的应用过程中，通信双方可以使用 HTTP、WebSocket、DataChannel 等传输协议来相互传送 SDP 内容，这个过程称作 offer/answer 交换，也就是发起方发送 offer，接收方收到 offer 后回复一个 answer。例如在下图的服务端架构中，客户端将 offer 发送给信令服务器，信令服务器转发给媒体服务器，媒体服务器将 offer 和自身的能力进行比较后得到 answer，信令服务器再将 answer转发给客户端，随后客户端和媒体服务器就可以进行 RTP 通信。

SDP 协议的设计可以参考 rfc4566 文档。它是一种具有特殊约定格式的纯文本描述文档，也就是它的内容都是由 UTF-8 编码的文本，有点类似于 JSON/XML。一个 SDP 会话描述包括若干行 type=value 形式的文本，其中 type 是一个区分大小写的字母，例如 v、m 等，value 是一个结构化的文本，格式不固定。通常 value 由若干分割符隔开的字段组成或者是一个字符串, 整个协议文本区分大小写。"=" 两侧不允许有空格存在。

SDP 由一个会话级描述（session level description）和多个媒体级描述（media level description）组成。会话级描述的作用域是整个会话，在 SDP 中，从 "v=" 行开始到第一个 "m=" 行之前都是属于会话级描述的内容。媒体级描述对某个媒体流的内容进行描述，例如某个音频流或者某个视频流，从某个 "m=" 行开始到下个 "m=" 行之前是属于一个媒体级描述的内容。如下图所示：

 SDP 中有的字段是必须的，有的字段是可选的，可选的字段在如下的示例中都使用 * 进行标记。 SDP 中 type 出现的顺序是固定的，按照如下顺序进行排列，这样可以增强解析器错误检测的能力，另外也可以简化解析器的实现。有一个很好的网站：webrtchacks.com/sdp-anatomy… 可用于学习 SDP，这个网站里面鼠标移动到 SDP 某一行时，就会显示这一行 SDP 的具体含义。

# 1. 会话级别的描述（及其字段）
v=  (protocol version)
o=  (originator and session identifier)
s=  (session name)
i=* (session information)
u=* (URI of description)
e=* (email address)
p=* (phone number)
c=* (connection information -- not required if included in all media)
b=* (zero or more bandwidth information lines)
# 2. 一个或多个时间描述（字段参见下文）
z=* (time zone adjustments)
k=* (encryption key)
a=* (zero or more session attribute lines)
# 3. 零个或多个媒体级别的描述（字段参见下文）# 时间描述的字段有这些
t=  (time the session is active)
r=* (zero or more repeat times)# 媒体级别的描述字段有这些
m=  (media name and transport address)
i=* (media title)
c=* (connection information -- optional if included at session level)
b=* (zero or more bandwidth information lines)
k=* (encryption key)
a=* (zero or more media attribute lines)

SDP示例

// SDP 版本信息v=0// session 信息// o=<username> <session-id> <session-version> <nettype> <addrtype> <unicast-address>o=- 1873022542326151139 2 IN IP4 127.0.0.1// s=<session name>s=-// t=<start-time> <stop-time>，如果不规定开始和结束时间，两个都填 0 即可t=0 0// 使用 "a=" 来扩展的 bundle 属性，其含义是 audio 和 video 使用同一个端口发送/接收，具体可以参考下方的 RFC 文档：// https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-mmusic-sdp-bundle-negotiation-54a=group:BUNDLE audio video// 列出当前SDP中所有的 media stream id，以空格分割// WMS 的含义是这里面的 media stream id 适配 webrtc 的 media stream// 参考 RFC 文档: https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-ietf-mmusic-msid-01#section-3a=msid-semantic: WMS 34b34ced3c5623ea4213vx3// m=<media> <port> <proto> <fmt> ...// port=10 无实际含义，真正通信使用的端口由 ICE Candidate 指定// proto=UDP/TLS/RTP/SAVP 表示用 UDP 来传输 RTP 包，并使用 DTLS 加密// 后面的一串数字是 fmt，表示所有 codec 的 payloadtypem=audio 10 UDP/TLS/RTP/SAVPF 111 114 115 116 123 124 125// c=<nettype> <addrtype> <connection-address>c=IN IP4 0.0.0.0// a=rtcp:<port> [nettype addrtype connection-address]a=rtcp:10 IN IP4 0.0.0.0// ICE 信息，参考 RFC 文档: https://tools.ietf.org/html/rfc5245#section-15.4a=ice-ufrag:aZ/ba=ice-pwd:3tFwvgPAA2PK3pPWoJjVz4FJa=ice-options:trickle renomination// DTLS 信息，参考 RFC 文档: https://tools.ietf.org/html/rfc4572#section-5a=fingerprint:sha-256 5F:78:37:05:D7:83:46:05:F7:3F:17:35:2A:7E:81:D3:2D:26:71:87:8B:9F:57:02:53:30:E3:3E:B6:3E:49:D5// a=setup:<role>// role可选active/passive/actpass/holdconn，// 分别表示端点将发起一个传出连接、端点将接受传入连接、// 端点愿意接受传入连接或启动传出连接、端点暂时不想建立连接// 参考 rfc: https://tools.ietf.org/html/rfc4145#section-4a=setup:actpass// a=mid:<token>// 这个 token 在 a=group 那一行中也有出现，// 也就是说这里描述的媒体正是需要被 bundle 的// 参考 rfc: https://tools.ietf.org/html/rfc5888#section-6a=mid:audio// 以下是这个媒体支持的所有 RTP 扩展头，// 参考rfc: https://tools.ietf.org/html/rfc8285// a=extmap:<value>["/"<direction>] <URI> <extensionattributes>// value=ID// direction 可选 sendonly/recvonly/sendrecv/inactive，默认值 sendrecv// URI 就是这个扩展头的 URI，通信双方可以通过 URI 标明扩展头的含义让双方都能理解// 这里表示 ID=1 的扩展头是 audio level 扩展头，表示 RTP 包中会携带音频包音量大小// 参考 https://tools.ietf.org/html/rfc6464#section-4a=extmap:1 urn:ietf:params:rtp-hdrext:ssrc-audio-level// rtp stream 信息，参考 rfc: https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-avtext-rid-09a=extmap:13 urn:ietf:params:rtp-hdrext:sdes:rtp-stream-id// 流的方向，sendrecv 表示可以收也可以发// 参考 rfc:https://tools.ietf.org/html/rfc3264a=sendrecv// 这一行表示 rtcp 和 rtp 复用一个端口，// 参考 rfc:https://tools.ietf.org/html/rfc5761 // 和 rfc:https://tools.ietf.org/html/rfc8035a=rtcp-mux// a=rtpmap:<payload type> <encoding name>/<clock rate> [/<encoding parameters>]// opus codec 的 payload,// 表明 fmt=111 就是用来传输 opus 数据的// 参考 rfc: https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc7587a=rtpmap:111 opus/48000/2// a=rtcp-fb:<payload type> [...]// 表示支持的 rtcp 反馈报文类型// 这个反馈报文是 tcc 带宽探测用的// 参考 https://tools.ietf.org/html/draft-holmer-rmcat-transport-wide-cc-extensions-01a=rtcp-fb:111 transport-cc// nack，表示 fmt=111 支持 nack 重传包a=rtcp-fb:111 nack// a=fmtp 用来描述 codec 的一些特性，例如这里表示期望的 opus 最小打包时间是 10ms，并且使用 inbandfeca=fmtp:111 minptime=10;useinbandfec=1// 指明了音频 RTX 包的 payloadtype// 参考 rfc:https://tools.ietf.org/html/rfc4588#section-8.6a=rtpmap:114 rtx/48000/2// apt 表示 fmt=114 的 RTX 包是用来重传 fmt=111 音频的a=fmtp:114 apt=111// 指明了 rsfec 包的 payloadtypea=rtpmap:123 rsfec/48000/2// 指明了 red 包的 payloadtype// 参考 https://tools.ietf.org/html/rfc2198a=rtpmap:124 red/48000/2// 指明了音频 RTX 包的 payloadtypea=rtpmap:125 rtx/48000/2// apt 表示 fmt=125 的 RTX 包是用来重传 fmt=124 的 red 包的a=fmtp:125 apt=124// ssrc-group 指明了一组 ssrc 之间的关系，FID 表明后一个 ssrc 是前一个 ssrc 的 rtx// https://tools.ietf.org/html/rfc5576#section-4.2a=ssrc-group:FID 2952055605 1713037948// cname 的内容是一个 16 位 Base64 字符串，含义是传输级的标识符，同一个 PeerConnection 的值相同// 参考 https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc8834#section-4.9a=ssrc:2952055605 cname:vqdagKn92E0lhuXn// 这里出现了两个字符串，// 前一个是 media stream id，后一个是 sender track id// media stream 主要用于音视频同步，每个 track 以 media stream id 作为 sync label 进行同步// 参考 https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-ietf-mmusic-msida=ssrc:2952055605 msid:34b34ced3c5623ea4213vx3 34b34ced3c5623ea4213vx3a0// media stream ida=ssrc:2952055605 mslabel:34b34ced3c5623ea4213vx3// sender track ida=ssrc:2952055605 label:34b34ced3c5623ea4213vx3a0// video mediam=video 10 UDP/TLS/RTP/SAVPF 96 97 101 102 103c=IN IP4 0.0.0.0a=rtcp:10 IN IP4 0.0.0.0a=ice-ufrag:aZ/ba=ice-pwd:3tFwvgPAA2PK3pPWoJjVz4FJa=ice-options:trickle renominationa=fingerprint:sha-256 5F:78:37:05:D7:83:46:05:F7:3F:17:35:2A:7E:81:D3:2D:26:71:87:8B:9F:57:02:53:30:E3:3E:B6:3E:49:D5a=setup:actpassa=mid:video// 传输时间偏移扩展头// 参考 https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc5450a=extmap:2 urn:ietf:params:rtp-hdrext:toffset// abs-send-time 扩展头，gcc 带宽探测用的a=extmap:3 http://www.webrtc.org/experiments/rtp-hdrext/abs-send-time// 视频朝向扩展头// 参考 https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc6184a=extmap:4 urn:3gpp:video-orientation// transport-cc 扩展头，tcc 带宽探测用的a=extmap:5 http://www.ietf.org/id/draft-holmer-rmcat-transport-wide-cc-extensions-01// 扩展头的内容是对播放延迟限制的值a=extmap:6 http://www.webrtc.org/experiments/rtp-hdrext/playout-delay// 视频内容类型扩展头a=extmap:7 http://www.webrtc.org/experiments/rtp-hdrext/video-content-type// 这个扩展头用于传输每帧的时间信息a=extmap:8 http://www.webrtc.org/experiments/rtp-hdrext/video-timing// 视频的色域空间扩展头a=extmap:12 http://www.webrtc.org/experiments/rtp-hdrext/color-space// 传输视频 SDES 信息的扩展头// 参考：https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-ietf-avtext-rid-06a=extmap:13 urn:ietf:params:rtp-hdrext:sdes:rtp-stream-ida=sendrecva=rtcp-mux// 支持 rtcp 压缩// 参考 https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc5506#section-1a=rtcp-rsize// 指明 fmt=96 就是用来传输 H264 编码的视频的a=rtpmap:96 H264/90000// remb 反馈报文，gcc 带宽探测用的a=rtcp-fb:96 goog-remba=rtcp-fb:96 transport-cc// FIR（完整帧内请求）反馈报文// 参考 https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc5104a=rtcp-fb:96 ccm fira=rtcp-fb:96 nack// PLI NACK 反馈报文// 参考 https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc5104a=rtcp-fb:96 nack pli// 后面的是一些 H264 的参数a=fmtp:96 level-asymmetry-allowed=1;packetization-mode=1;profile-level-id=42e01fa=rtpmap:97 rtx/90000a=fmtp:97 apt=96;packetization-mode=1a=rtpmap:101 red/90000a=fmtp:101 packetization-mode=1a=rtpmap:102 rtx/90000a=fmtp:102 apt=101;packetization-mode=1a=rtpmap:103 rsfec/90000a=fmtp:103 packetization-mode=1// ssrc-group:SIM 表示后面的这些 ssrc 是同一个流的 simulcasta=ssrc-group:SIM 2955842370 1032318052a=ssrc-group:FID 2955842370 521905126a=ssrc-group:FID 1032318052 1492521545a=ssrc:2955842370 cname:vqdagKn92E0lhuXna=ssrc:2955842370 msid:34b34ced3c5623ea4213vx3 34b34ced3c5623ea4213vx3v0a=ssrc:2955842370 mslabel:34b34ced3c5623ea4213vx3a=ssrc:2955842370 label:34b34ced3c5623ea4213vx3v0a=ssrc:1032318052 cname:vqdagKn92E0lhuXna=ssrc:1032318052 msid:34b34ced3c5623ea4213vx3 34b34ced3c5623ea4213vx3a=ssrc:1032318052 mslabel:34b34ced3c5623ea4213vx3a=ssrc:1032318052 label:34b34ced3c5623ea4213vx3v0a=ssrc:521905126 cname:vqdagKn92E0lhuXna=ssrc:521905126 msid:34b34ced3c5623ea4213vx3 34b34ced3c5623ea4213vx3v0a=ssrc:521905126 mslabel:34b34ced3c5623ea4213vx3a=ssrc:521905126 label:34b34ced3c5623ea4213vx3v0a=ssrc:1492521545 cname:vqdagKn92E0lhuXna=ssrc:1492521545 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参考文档

• SDP 格式规定，RFC4566：datatracker.ietf.org/doc/html/rf…
• offer/answer 交换过程，RFC3264：datatracker.ietf.org/doc/html/rf…
• SDP 各字段解释示例：webrtchacks.com/sdp-anatomy…
• segmentfault.com/a/119000003…