防火墙RTSP协议处理流程及RTSP ALG应用

一．RTSP协议概述
RTSP(Real-Time Stream Protocol )是一种基于文本的应用层协议，在语法及一些消息参数等方面，RTSP协议与HTTP协议类似。

RTSP被用于建立的控制媒体流的传输，它为多媒体服务扮演“网络远程控制”的角色。

尽管有时可以把RTSP控制信息和媒体数据流交织在一起传送，但一般情况RTSP本身并不用于转送媒体流数据。

媒体数据的传送可通过RTP/RTCP等协议来完成。

二．一次基本的RTSP协议连接过程
1.客户端与服务器建立TCP三次握手连接。

2.客户端连接到流服务器并发送一个RTSP描述命令（OPTIONS），询问S有哪些方法可用
（包括DESCRIBE、SETUP、TEARDOWN、PLAY、PAUSE、OPTIONS、ANNOUNCE、RECORD等）。

3.客户端继续发送一个RTSP描述命令（DESCRIBE），要求得到S提供的媒体描述信息，流服务器
通过一个SDP描述来进行反馈，反馈信息包括流数量、媒体类型等信息。

4.客户端再分析该SDP描述，并为会话中的每一个流发送一个RTSP建立命令(SETUP)，RTSP建
立命令告诉服务器客户端用于接收媒体数据的端口。

5.流媒体连接建立完成后，客户端发送一个播放命令(PLAY)，服务器就开始在UDP上传送媒体流
（RTP包）到客户端。

6.在播放过程中客户端还可以向服务器发送命令来控制快进、快退和暂停等。

最后，客户端可发
送一个终止命令(TERADOWN)来结束流媒体会话。

三、简单的RTSP消息交互过程
C表示RTSP客户端,S表示RTSP服务端
1.第一步：查询服务器端可用方法
1.C->S:OPTION request //询问S有哪些方法可用
1.S->C:OPTION response //S回应信息的public头字段中包括提供的所有可用方法
2.第二步：得到媒体描述信息
2.C->S:DESCRIBE request //要求得到S提供的媒体描述信息
2.S->C:DESCRIBE response //S回应媒体描述信息，一般是sdp信息
3.第三步：建立RTSP会话
3.C->S:SETUP request //通过Transport头字段列出可接受的传输选项，请求S建立会话
3.S->C:SETUP response //S建立会话，通过Transport头字段返回选择的具体转输选项，并返回建立的Session ID;
4.第四步：请求开始传送数据
4.C->S:PLAY request //C请求S开始发送数据
4.S->C:PLAY response //S回应该请求的信息
5.第五步：数据传送播放中
S->C:发送流媒体数据 // 通过RTP协议传送数据
6.第六步：关闭会话，退出
6.C->S:TEARDOWN request //C请求关闭会话
6.S->C:TEARDOWN response //S回应该请求
上述的过程只是标准的、友好的rtsp流程，但实际的需求中并不一定按此过程。

其中第三和第四步是必需的！第一步，只要服务器客户端约定好，有哪些方法可用，则option请求可以不要。

第二步，如果我们有其他途径得到媒体初始化描述信息（比如http请求等等），则我们也不需要通过rtsp中的describe请求来完成。

四、防火墙处理RTSP协议的几种应用场景
1.包过滤正向（Trust-Untrust）只放通TCP554端口，三层源NAT，不开启RTSP ALG。

数据转发过程：1）PC->Server发起TCP三次握手连接，建立RTSP 554端口的控制连接。

2）Server->PC发送UDP视频音频流数据。

3）防火墙包过滤阻断该数据流，Server没有收到PC返回的确认包，重新开始协商控制连接，连接建立后使用TCP来进行视频音频流的传输（此时PC播放视频时会先卡顿5~10S后再出现视频数据，播放时会卡），此时TCP传输数据。

2.包过滤正向只放通TCP554端口，三层源NAT，开启RTSP ALG。

数据转发过程：1）PC->Server发起TCP三次握手连接，建立RTSP 554端口的控制连接，此
时防火墙RTSP ALG记录NAT 会话，后台添加放通TCP协商的UDP数据端口策略。

2）Server->PC发送UDP视频音频流数据，防火墙放通，此时UDP传输数据。

3.包过滤正反向全放通，三层源NAT，不开启RTSP ALG。

数据转发过程：1）PC->Server发起TCP三次握手连接，建立RTSP 554端口的控制连接。

2）Server->PC发送UDP视频音频流数据。

3）Server端发送UDP数据的目的地址与端口为防火墙公网出接口的IP地址，由于没有开启RTSP ALG功能，不会根据控制连接的NAT会话来将目的防火墙的IP转换为PC 的IP，从而数据无法送达PC，UDP传输数据失败。

4）Server端收不到PC已收到UDP音频视频数据的确认包，将控制连接
Teardown后重新建立连接，使用TCP进行数据传输
4.包过滤正反向全放通，三层源NAT，开启RTSP ALG。

（同2）
5.二层透明，包过滤正反向全放通，开启/不开启RTSP ALG。

（二层不涉及ALG）
Server------------------------防火墙---------Internet--------------------Client
IP：11.12.13.222 SNAT后IP：172.30.158.248 IP：172.30.138.1
DNAT前IP：172.30.158.251
目的NAT下开启RTSP的防火墙会话
<DPTECH>sh session list ipv4 dst-ip 172.30.158.251
TCP TCP_NS_ESTABLISHED,left_time:386s,172.30.138.1:63997=====>172.30.158.251:554, packet=7, bytes=1047[REPLY] 11.12.13.222:554=====>172.30.138.1:63997, packet=5,
bytes=1360
<DPTECH>sh session list ipv4 dst-ip 172.30.138.1
UDP,left_time:119s,11.12.13.222:6971=====>172.30.138.1:52753, packet=44,
bytes=4122[REPLY] 172.30.138.1:52753=====>172.30.158.251:6971, packet=41, bytes=4182
UDP,left_time:119s,11.12.13.222:6970=====>172.30.138.1:52752, packet=295465,
bytes=404787036[REPLY] 172.30.138.1:52752=====>172.30.158.251:6970, packet=0, bytes=0 目的NAT下关闭RTSP的防火墙会话
<DPTECH>sh session list ipv4 dst-ip 172.30.158.251
TCP TCP_NS_ESTABLISHED,left_time:588s,172.30.138.1:64336=====>172.30.158.251:554, packet=7, bytes=1117[REPLY] 11.12.13.222:554=====>172.30.138.1:64336, packet=5,
bytes=1417
<DPTECH>sh session list ipv4 dst-ip 172.30.138.1
UDP,left_time:104s,11.12.13.222:6971=====>172.30.138.1:51459, packet=14,
bytes=1302[REPLY] 172.30.138.1:51459=====>172.30.158.248:6971, packet=0, bytes=0
UDP,left_time:105s,11.12.13.222:6970=====>172.30.138.1:51458, packet=88663,
bytes=121468296[REPLY] 172.30.138.1:51458=====>172.30.158.248:6970, packet=0, bytes=0。