پروتکل RTCP که مخفف Real-Time Control Protocol است، یکی از اجزای کلیدی در سیستم‌های انتقال صوت و تصویر در زمان واقعی محسوب می‌شود. اگرچه معمولاً در کنار پروتکل RTP(پروتکل انتقال زمان واقعی) استفاده می‌شود، اما RTCP نقشی کاملاً متفاوت از RTP ایفا می‌کند. در حالی که RTP مسئول حمل داده‌های رسانه‌ای (مثل صدا و تصویر) است، RTCP وظیفه نظارت و مدیریت کیفیت سرویس و کنترل جریان را برعهده دارد.
در این مقاله، قصد داریم RTCP را از منظر فنی بررسی کرده، ساختار آن را شرح داده، کاربردهای آن را در سیستم‌های واقعی دیده و در نهایت چند نکته برای پیاده‌سازی صحیح آن ارائه کنیم.
RTCP دقیقاً چه کاری انجام می‌دهد؟
RTCP اطلاعاتی درباره کیفیت انتقال فراهم می‌کند. این اطلاعات به شرکت‌کنندگان در یک جلسه رسانه‌ای کمک کرده تا وضعیت شبکه را ارزیابی نموده و نرخ ارسال خود را تنظیم نمایند، یا در صورت نیاز از یک مسیر یا سرور جایگزین استفاده کنند.
عملکرد اصلی RTCP را می‌توان در ۵ نقش اصلی خلاصه کرد:
۱ – ارائه بازخورد آماری درباره کیفیت دریافت بسته‌های RTP (تاخیر، از دست‌رفتگی، jitter و غیره)
۲ – همگام‌سازی رسانه‌ها با استفاده از برچسب‌های زمانی و اطلاعات مربوط به زمان‌بندی
۳ – تایید هویت شرکت‌کنندگان در جلسه (با استفاده از نام یا CNAME)
۴ – حمل پیام‌های کنترل و مدیریتی
۵ – ارائه اطلاعات پهنای باند و نرخ ارسال توصیه‌شده برای حفظ پایداری جلسه
ساختار بسته‌های RTCP
برخلاف RTP که به‌صورت پیوسته داده ارسال می‌کند، RTCP در بازه‌های زمانی مشخص بسته‌هایی ارسال می‌کند که حاوی اطلاعات کنترلی هستند. هر بسته RTCP معمولاً یکی از انواع زیر است:
۱ – Sender Report (SR)
اگر فرستنده‌ای در حال ارسال بسته‌های RTP باشد، هر چند ثانیه یک بار گزارشی به نام Sender Report ارسال می‌کند که شامل اطلاعات زیر می‌باشد:
- تعداد بسته‌های ارسال‌شده
- تعداد بایت‌های ارسال‌شده
- اطلاعات زمانی (NTP و RTP Timestamps)
- آماری درباره کیفیت شبکه
۲ – Receiver Report (RR)
گیرنده‌هایی که خودشان بسته‌ای ارسال نمی‌کنند، از این نوع گزارش استفاده بهره می‌برند. این گزارش شامل:
- درصد از دست‌رفتگی بسته‌ها
- تأخیر بین ارسال و دریافت
- jitter اندازه‌گیری‌شده
- اطلاعات لازم برای سنجش کیفیت شبکه
| فیلد | نوع بسته | اندازه (بیت) | توضیح |
| NTP Timestamp | SR | 64 | زمان فعلی براساس ساعت NTP |
| RTP Timestamp | SR | 32 | برچسب زمانی RTP برای همگام‌سازی |
| Packet Count | SR | 32 | تعداد بسته‌های RTP ارسال‌شده |
| Octet Count | SR | 32 | تعداد کل بایت‌های ارسال‌شده |
| SSRC of Sender | هردو | 32 | شناسه منبع فرستنده گزارش |
| Report Block(s) | هردو | متغیر | شامل اطلاعات کیفیت مانند از دست‌رفتگی، jitter و تاخیر |
| Last SR Timestamp (LSR) | هردو | 32 | زمانی که آخرین SR دریافت شده |
| Delay Since Last SR (DLSR) | هردو | 32 | زمان سپری‌شده از دریافت آخرین SR (برحسب ۱.۶۵۵۳۶ ثانیه) |
۳ – Source Description (SDES)
این بسته برای شناسایی منبع جریان رسانه‌ای استفاده می‌شود. به طور مثال شامل نام کاربری، نام نرم‌افزار یا شناسه (CNAME) می‌باشد.
۴ – Goodbye (BYE)
هنگامی که یک شرکت‌کننده قصد دارد جلسه را ترک کند، یک بسته BYE ارسال می‌کند تا دیگران را مطلع سازد.
۵ – Application-Defined (APP)
برای مقاصد خاص یا سفارشی، برنامه‌ها می‌توانند بسته‌های APP را ارسال کنند که ساختار آن‌ها توسط برنامه مشخص می‌شود.
| نوع بسته (Packet Type) | کد عددی (PT) | کاربرد اصلی | توضیحات |
| SR | 200 | گزارش فرستنده | اطلاعات آماری درباره بسته‌های RTP ارسال‌شده |
| RR | 201 | گزارش گیرنده | داده‌های کیفیت دریافت، مخصوص گیرنده‌هایی که RTP نمی‌فرستند |
| SDES | 202 | توصیف منبع | شامل متادیتا مانند CNAME، نام کاربری و نرم‌افزار |
| BYE | 203 | ترک جلسه | اعلام خروج یک منبع از جلسه |
| APP | 204 | سفارشی‌سازی | برای توسعه‌دهندگان جهت ارسال اطلاعات خاص برنامه |
زمان‌بندی ارسال RTCP
برای جلوگیری از بار زیاد روی شبکه، RTCP با دقت خاصی زمان‌بندی شده است. برخلاف RTP، نرخ ارسال RTCP پایین است (معمولاً حدود ۵ درصد از کل پهنای باند جلسه به RTCP اختصاص می‌یابد). شرکت‌کنندگان بسته‌های RTCP را با تأخیرهای تصادفی ارسال می‌کنند تا از هجوم همزمان (burst) جلوگیری شود.
ساختار هدر عمومی در بسته‌های RTCP
تمام بسته‌های RTCP، صرف‌نظر از نوع آن‌ها دارای یک هدر ابتدایی با ساختاری استاندارد هستند. این هدر اطلاعات پایه‌ای مانند نسخه پروتکل، نوع بسته و طول آن را مشخص می‌کند و مبنای تجزیه و تحلیل هر بسته در سمت گیرنده است. جدول زیر ساختار بیت‌به‌بیت این هدر را نشان می‌دهد:
| فیلد (Field) | اندازه (بیت) | توضیح |
| V (Version) | 2 | نسخه پروتکل (معمولا مقدار ۲) |
| P (Padding) | 1 | آیا بسته شامل داده padding اضافی است |
| RC (Reception Report Count) | 5 | تعداد بلاک‌های گزارش دریافت |
| PT (Payload Type) | 8 | نوع بسته (مثل ۲۰۰ برای SR) |
| Length | 16 | طول بسته برحسب ۳۲ بیتی – ۱ |
| SSRC | 32 | شناسه منبع ارسال‌کننده RTCP |
RTCP در عمل: موارد کاربرد
RTCP در بسیاری از سیستم‌ها و پروتکل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله:
- VoIP (صدا روی IP): سیستم‌های SIP و H.323 برای مانیتورینگ کیفیت تماس از RTCP بهره می‌برند.
- کنفرانس‌های ویدیویی: پلتفرم‌هایی مثل WebRTC از RTCP برای سنجش شرایط شبکه و تنظیم کیفیت تصویر استفاده می‌کنند.
- پخش زنده و استریمینگ: برخی از پلیرها با تحلیل داده‌های RTCP تصمیم می‌گیرند که کیفیت تصویر را پایین یا بالا ببرند (adaptive bitrate).
پیاده‌سازی RTCP: نکاتی برای توسعه‌دهندگان
اگر قصد دارید در نرم‌افزار یا سیستم خود از RTCP استفاده کنید، این نکات را در نظر داشته باشید:
- پهنای باند را مدیریت کنید: مطمئن شوید که ترافیک RTCP بیش از حد نباشد. توصیه می‌شود حداکثر ۵ درصد از کل پهنای باند به RTCP اختصاص یابد.
- تحلیل بسته‌های RTCP را در سمت سرور فعال کنید: این اطلاعات می‌توانند برای تحلیل کیفیت شبکه یا عیب‌یابی مشکلات تماس بسیار مفید باشند.
- با NTP همگام باشید: برای دقیق بودن گزارش‌های زمانی، همگام‌سازی ساعت دستگاه‌ها با NTP ضروری است.
- امنیت RTCP را فراموش نکنید: در سناریوهای حساس، از نسخه‌های رمزگذاری‌شده مثل SRTCP استفاده کنید (Secure RTCP).
جمع‌بندی
پروتکل RTCP با اینکه برخلاف RTP داده‌های صوت و تصویر را منتقل نمی‌کند، اما ستون فقرات نظارت و کنترل کیفیت در ارتباطات زمان واقعی محسوب می‌شود. بدون RTCP؛ سیستم نمی‌تواند بفهمد بسته‌ای از دست رفته، تأخیر چقدر بوده یا کیفیت تماس در چه وضعیتی است.
در دنیای امروز که ارتباطات آنلاین روز به روز گسترده‌تر می‌شود، درک صحیح از RTCP نه تنها برای توسعه‌دهندگان سیستم‌های VoIP یا ویدیوکنفرانس ضروری است، بلکه برای تیم‌های پشتیبانی شبکه و تحلیل عملکرد نیز اهمیت بالایی دارد.