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传输流基础及抓包分析李玉涛2011.9.10主要内容主要内容1传输流基础2Wireshark和vlc的简单使用3抓包分析高速产品的编码格式高速产品的编码格式:
MPEG-2:
利用图像中的两种特性:
空间相关性和时间相关性,多用于数字电视。
H.264:
MPEG-4的第10层,视频监控行业应用较多。
传输流基础传输流基础ES(elementarystream)流:
图像和声音信号经编码后生成各自的基本业务流。
PES(packetelementalstream)流:
将ES流分成长度不等的数据包,并加上包头进行打包。
系统编码的两种方法:
TS、PS。
两者的区别在于TS流的包结构是固定长度的,PS流的包结构是可变长度的。
传输流基础传输流基础PES包的组成:
包头和载荷组成。
基本流特有信息中含有PTS和DTS.传输流基础传输流基础TS包结构:
TS包由包头和包数据2部分组成,其中包头还可以包括扩展的自适用区。
标准TS包是以0x47开始,每个包长都是188个字节。
传输流基础传输流基础TS流的封装格式:
TS视频码流采用UDP+TS+NAL格式封装。
视频编码器输出原始数据流后,首先用NAL层工具,在码流前加上NAL包头,再按照TS封装方法,封装成固定长度的TS包。
TS数据包的具体封装格式如下图所示。
传输流基础传输流基础TS头字节流NAL头NAL头NAL体数据根据标准网络协议,UDP的包头为8字节,IP包头为2060字节。
链路层最大传输单元为1500字节。
去掉UDP/IP头开销后,可用的最大数据传输量为1472字节。
TS包长度为188字节,因此,一个最大传输单元最多只能封装7个TS包。
如下图:
传输流基础传输流基础IP头UDP头视频TS1视频TS2视频TS3视频TS4视频TS5视频TS6视频TS7Ts包数据所传送的信息包括4种类型:
(1)视频、音频的ES包以及辅助数据;
(2)描述单路节目信息的节目映射表、描述多路节目信息的节目关联表、条件访问表;(3)各种业务信息表(4)数据广播信息、数据管道、同步、多协议封装等信息。
传输流基础传输流基础解码过程:
在ts流中,携带PAT的码流PID值总是被设定为0,首先从PAT中找出携带所需节目的PMT的码流的PID值,并找出所需节目的PMT码流,从PMT中找出视音频的PID值,由此解出视频和音频。
传输流基础传输流基础Wireshark的应用特性:
在接口实时捕捉包能详细显示包的详细协议信息可以打开/保存捕捉的包可以导入导出其他捕捉程序支持的包数据格式可以通过多种方式过滤包多种方式查找包通过过滤以多种色彩显示包创建多种统计分析直接分析协议包的负载数据(咱们平常用的比较多的部分)Wireshark的简单使用Wieshark可以将捕捉文件输出为多种其他捕捉软件支持的格式,通常为*.pcap或*.cap文件。
可以支持许多协议的解码(在Wireshark中可能被称为解剖)。
比如其可以直接分析TS层的数据。
如果IP包中的负载是标准TS数据,那么其可以分析TS数据的PID,TS包是否连续等。
Wireshark的简单使用对包的过滤筛选对包的过滤筛选:
在显示过滤器中输入指令,选择另存为,选中displayed,命名并保存。
Wireshark的简单使用Wireshark的简单使用选中某一个IP包,点击右键如图所示,会自动按照所选包的格式进行过滤。
将抓包中的UDP包里的净荷保存成ts格式的文件:
点击右键,选择“followudpstream”。
右图所示选择另存为.Wireshark的简单使用硬件抓包分析硬件抓包分析选中某一个IP包,下面的封包详细信息中会显示该IP包的协议,IP地址、端口和负载数据的信息等。
1个IP封包详细信息包括:
所选包的序号及长度;在OSI各层的数据;负载的7个TS包。
硬件抓包分析硬件抓包分析在网络层和传输层可以看到源IP和源端口、目的IP和目的端口。
硬件抓包分析硬件抓包分析如果负载数据是标准的TS数据,则wireshark可以分析出其中的pid值,连续计数值等。
图中视频PID为0x3A,CC值是IP包中同一个PID值的连续计数值,由0-15不停循环,有缺少则表示丢包。
硬件抓包分析硬件抓包分析对于采用TS包作为负载的IP包数据来说,如果存在丢包,则会显示红色。
右图中PID为3a的TS数据存在丢包。
硬件抓包分析硬件抓包分析右图为非对齐的TS数据,对齐的TS数据为47开头,右图中的IP包不是标准的TS包,可能是非对齐的TS数据,也可能不是TS包(如ES包)硬件抓包分析硬件抓包分析判断负载数据是否标准的TS包:
(1)在下面详细数据中寻找47数据。
(2)标准的ts包中,两个相邻的47中间有188个字节.(3)根据47后面的数据判断出视频和音频的PID.硬件抓包分析硬件抓包分析软件抓包主要分析云台控制命令和sip信令是否正常。
软件抓包分析软件抓包分析Byte1Byte2Byte3Byte4Byte5Byte6Byte7同步字同步字地址码地址码命令字命令字1命令字命令字2数据数据1数据数据2校验码校验码以pelco-d协议为例,它的格式如下:
Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0命令字命令字1Sence码为为0为为0自动自动/手手动扫描动扫描摄像机打摄像机打开开/关闭关闭光圈关闭光圈关闭光圈打开光圈打开焦距拉近焦距拉近命令字命令字2焦距拉远焦距拉远视角变宽视角变宽视角变窄视角变窄上上下下左左右右为为0命令字1和命令字2的设置如下:
软件抓包分析软件抓包分析右图的Data字段就是我们发的云台的指令:
其长度是7个字节,以ff开头,因此我们判断其是Pelco-D的协议。
根据上面协议对照,我们可以分析出这个命令是摄像头向上的命令。
软件抓包分析软件抓包分析下图为注册请求的信令。
软件抓包分析软件抓包分析下图为视频请求的抓包:
选中“视图”中的“高级控制”,点击红色按钮开始录制。
VLC使用使用工具栏中的编码器详细信息显示该视频流的视音频编码格式、PID及视频的分辨率。
VLCVLC码流分析码流分析统计信息中显示的是丢失的缓冲和帧数,另外还可以查看视频流的码率(输入位率)。
VLCVLC码流分析码流分析使用VLC查看是否丢包,在工具栏选消息。
VLCVLC码流分析码流分析冗长等级选择2,当播放视频文件时,会打印如右图所示信息,选中部分表示PID=58的TS数据存在丢包。
VLCVLC码流分析码流分析谢谢!
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