🥇לימוד מנוע Mediastreamer2 VoIP. חלק 7

החומר של המאמר לקוח ממני ערוץ זן.

שימוש ב-TShark לניתוח מנות RTP

בעבר статье הרכבנו מעגל שלט רחוק ממחולל צלילים ומגלאי צלילים שהתקשורת ביניהם התבצעה באמצעות זרם RTP.

במאמר זה, אנו ממשיכים ללמוד העברת אותות אודיו באמצעות פרוטוקול RTP. ראשית, בואו נחלק את יישום הבדיקה שלנו למשדר ולמקלט ונלמד כיצד לבחון את זרם ה-RTP באמצעות מנתח תעבורת רשת.

לכן, כדי שנוכל לראות בצורה ברורה יותר אילו רכיבי תוכנית אחראים לשידור RTP ואילו אחראים על הקבלה, אנו מחלקים את קובץ mstest6.c שלנו לשתי תוכנות עצמאיות עבור המשדר והמקלט; אנו נציב את הפונקציות המשותפות ששניהם משתמשים בהן. בקובץ השלישי , שאליו נקרא mstest_common.c, הוא יחובר על ידי המשדר והמקלט באמצעות הוראת include:

/* Файл mstest_common.c Общие функции для передатчика и приемника. */
#include <mediastreamer2/msfilter.h>
#include <mediastreamer2/msticker.h>
#include <mediastreamer2/msrtp.h>
#include <ortp/rtpsession.h>
#include <ortp/payloadtype.h>

define PCMU 0

/*---------------------------------------------------------*/
/* Функция регистрации типов полезных нагрузок. */
void register_payloads(void)
{  
 /* Регистрируем типы нагрузок в таблице профилей. Позднее, по индексу    взятому 
     из заголовка RTP-пакета из этой таблицы будут извлекаться    параметры 
     нагрузки, необходимые для декодирования данных пакета. */
  rtp_profile_set_payload (&av_profile, PCMU, &payload_type_pcm8000);
}

/*---------------------------------------------------------*/
/* Эта функция создана из функции create_duplex_rtpsession() в audiostream.c   медиастримера2. */
 static RtpSession *create_rtpsession (int loc_rtp_port, int loc_rtcp_port,  bool_t ipv6, RtpSessionMode mode)
{  
  RtpSession *rtpr;  rtpr = rtp_session_new ((int) mode);  
  rtp_session_set_scheduling_mode (rtpr, 0);  
  rtp_session_set_blocking_mode (rtpr, 0);
  rtp_session_enable_adaptive_jitter_compensation (rtpr, TRUE);
  rtp_session_set_symmetric_rtp (rtpr, TRUE); 
  rtp_session_set_local_addr (rtpr, ipv6 ? "::" : "0.0.0.0", loc_rtp_port,  loc_rtcp_port); 
  rtp_session_signal_connect (rtpr, "timestamp_jump",  (RtpCallback) rtp_session_resync, 0);
  rtp_session_signal_connect (rtpr, "ssrc_changed",  (RtpCallback) rtp_session_resync, 0);
  rtp_session_set_ssrc_changed_threshold (rtpr, 0);
  rtp_session_set_send_payload_type(rtpr, PCMU);

  /* По умолчанию выключаем RTCP-сессию, так как наш пульт не будет использовать 
  её. */  
 rtp_session_enable_rtcp (rtpr, FALSE);
 return rtpr;
}

עכשיו קובץ המשדר הנפרד:

/* Файл mstest6.c Имитатор пульта управления (передатчика). */
#include <mediastreamer2/dtmfgen.h>
#include <mediastreamer2/msrtp.h>
#include "mstest_common.c"

/*----------------------------------------------------------*/
int main()
{ 
  ms_init();

/* Создаем экземпляры фильтров. */
  MSFilter *voidsource = ms_filter_new(MS_VOID_SOURCE_ID); 
  MSFilter *dtmfgen = ms_filter_new(MS_DTMF_GEN_ID);

/* Создаем фильтр кодера. */
  MSFilter *encoder = ms_filter_create_encoder("PCMU");

/* Регистрируем типы нагрузки. */
  register_payloads();

/* Создаем RTP-сессию передатчика. */
  RtpSession *tx_rtp_session = create_rtpsession (8010, 8011, FALSE, RTP_SESSION_SENDONLY);  
 rtp_session_set_remote_addr_and_port(tx_rtp_session,"127.0.0.1", 7010, 7011); 
 rtp_session_set_send_payload_type(tx_rtp_session, PCMU);  
 MSFilter *rtpsend = ms_filter_new(MS_RTP_SEND_ID); 
 ms_filter_call_method(rtpsend, MS_RTP_SEND_SET_SESSION, tx_rtp_session);

/* Создаем источник тактов - тикер. */ 
 MSTicker *ticker_tx = ms_ticker_new();

/* Соединяем фильтры передатчика. */ 
 ms_filter_link(voidsource, 0, dtmfgen, 0);  
 ms_filter_link(dtmfgen, 0, encoder, 0);
 ms_filter_link(encoder, 0, rtpsend, 0);

/* Подключаем источник тактов. */
  ms_ticker_attach(ticker_tx, voidsource);

/* Настраиваем структуру, управляющую выходным сигналом генератора. */ 
 MSDtmfGenCustomTone dtmf_cfg; 
 dtmf_cfg.tone_name[0] = 0; 
 dtmf_cfg.duration = 1000; 
 dtmf_cfg.frequencies[0] = 440;

/* Будем генерировать один тон, частоту второго тона установим в 0. */  
 dtmf_cfg.frequencies[1] = 0; 
 dtmf_cfg.amplitude = 1.0; 
 dtmf_cfg.interval = 0.;  
 dtmf_cfg.repeat_count = 0.;

/* Организуем цикл сканирования нажатых клавиш. Ввод нуля завершает
* цикл и работу программы. */  
 char key='9'; 
 printf("Нажмите клавишу команды, затем ввод.n"  
"Для завершения программы введите 0.n");  
while(key != '0')  
{
 key = getchar();   
 if ((key >= 49) && (key <= 54)) 
   {
      printf("Отправлена команда: %cn", key);
      /* Устанавливаем частоту генератора в соответствии с
       * кодом нажатой клавиши. */
      dtmf_cfg.frequencies[0] = 440 + 100*(key-49);

      /* Включаем звуковой генератор c обновленной частотой. */
      ms_filter_call_method(dtmfgen, MS_DTMF_GEN_PLAY_CUSTOM,      (void*)&dtmf_cfg); 
   }
   /* Укладываем тред в спячку на 20мс, чтобы другие треды 
   * приложения получили время на работу. */ 
  ms_usleep(20000);
  }
}

ולבסוף, קובץ המקלט:

/* Файл mstest7.c Имитатор приемника. */
include <mediastreamer2/mssndcard.h>
include <mediastreamer2/mstonedetector.h>
include <mediastreamer2/msrtp.h>

/* Подключаем заголовочный файл с функциями управления событиями  медиастримера.*/
include <mediastreamer2/mseventqueue.h>
/* Подключаем файл общих функций. */
include "mstest_common.c"

/* Функция обратного вызова, она будет вызвана фильтром, как только он   обнаружит совпадение характеристик входного сигнала с заданными. */
static void tone_detected_cb(void *data, MSFilter *f, unsigned int event_id,MSToneDetectorEvent *ev)
{ 
 printf("Принята команда: %sn", ev->tone_name);
}

/*----------------------------------------------------------*/
int main()
{ 
 ms_init();

/* Создаем экземпляры фильтров. */  
 MSSndCard *card_playback =  ms_snd_card_manager_get_default_card(ms_snd_card_manager_get()); 
 MSFilter *snd_card_write = ms_snd_card_create_writer(card_playback); 
 MSFilter *detector = ms_filter_new(MS_TONE_DETECTOR_ID);

/* Очищаем массив находящийся внутри детектора тонов, он описывает
* особые приметы разыскиваемых сигналов.*/
  ms_filter_call_method(detector, MS_TONE_DETECTOR_CLEAR_SCANS, 0);

/* Подключаем к фильтру функцию обратного вызова. */  
ms_filter_set_notify_callback(detector,  (MSFilterNotifyFunc)tone_detected_cb, NULL);

/* Создаем массив, каждый элемент которого описывает характеристику
* одного из тонов, который требуется обнаруживать:
Текстовое имя
* данного элемента, частота в герцах, длительность в миллисекундах,
* минимальный уровень относительно 0,775В. */
  MSToneDetectorDef scan[6]= 
 {   
    {"V+",440, 100, 0.1}, /* Команда "Увеличить громкость". */
    {"V-",540, 100, 0.1}, /* Команда "Уменьшить громкость". */
    {"C+",640, 100, 0.1}, /* Команда "Увеличить номер канала". */
    {"C-",740, 100, 0.1}, /* Команда "Уменьшить номер канала". */
    {"ON",840, 100, 0.1}, /* Команда "Включить телевизор". */
    {"OFF", 940, 100, 0.1}/* Команда "Выключить телевизор". */
  };

/* Передаем "приметы" сигналов детектор тонов. */
  int i; 
 for (i = 0; i < 6; i++) 
 { 
   ms_filter_call_method(detector, MS_TONE_DETECTOR_ADD_SCAN,    &scan[i]); 
 }

/* Создаем фильтр декодера */
  MSFilter *decoder=ms_filter_create_decoder("PCMU");

/* Регистрируем типы нагрузки. */
  register_payloads();

/* Создаем RTP-сессию приемника. */
  MSFilter *rtprecv = ms_filter_new(MS_RTP_RECV_ID);
  RtpSession *rx_rtp_session = create_rtpsession (7010, 7011, FALSE, RTP_SESSION_RECVONLY);
  ms_filter_call_method(rtprecv, MS_RTP_RECV_SET_SESSION, rx_rtp_session);

/* Создаем источник тактов - тикер. */ 
 MSTicker *ticker_rx = ms_ticker_new();

/* Соединяем фильтры приёмника. */
  ms_filter_link(rtprecv, 0, decoder, 0);
  ms_filter_link(decoder, 0, detector, 0);
  ms_filter_link(detector, 0, snd_card_write, 0);

/* Подключаем источник тактов. */
  ms_ticker_attach(ticker_rx, rtprecv);
  char key='9';
  printf( "Для завершения программы введите 0.n");
  while(key != '0') 
 {
    key = getchar();
   /* Укладываем тред в спячку на 20мс, чтобы другие треды    * приложения получили время на работу. */
   ms_usleep(20000); 
 }
}

אנו מרכיבים את המשדר והמקלט, ואז משיקים כל אחד בקונסולה משלו. ואז זה אמור לעבוד כמו קודם - רק שנזין מספרים מ-1 עד 6 בקונסולת המשדר, והתגובה אליהם צריכה להופיע בקונסולת המקלט. צלילים צריכים להיות נשמעים ברמקול. אם הכל כך, אז יצרנו חיבור בין המקלט למשדר - יש שידור רציף של מנות RTP מהמשדר למקלט.

עכשיו זה הזמן להתקין מנתח תנועה; לשם כך נתקין את גרסת הקונסולה של תוכנית Wireshark המעולה - היא נקראת TShark. בחרתי ב-TShark לדיון נוסף על מנת להקל על תיאור ניהול התוכנית. עם Wireshark, אצטרך ים של צילומי מסך, שעלולים להתיישנות במהירות כאשר תשוחרר גרסה חדשה של Wireshark.

אם אתה יודע איך להשתמש ב-Wireshark, אתה יכול להשתמש בו כדי ללמוד את הדוגמאות שלנו. אבל גם במקרה זה, אני ממליץ לך לשלוט ב-TShark, מכיוון שהוא יעזור לך לבצע בדיקות אוטומטיות של יישומי ה-VoIP שלך, כמו גם לבצע לכידה מרחוק.

התקן את TShark עם הפקודה:

$ sudo apt-get install tshark

באופן מסורתי, אנו בודקים את תוצאת ההתקנה על ידי בקשה לגרסת התוכנית:

$ tshark --version

אם תתקבל תשובה מספקת, נמשיך הלאה.

מכיוון שהמנות שלנו נכנסות רק למחשב לעת עתה, אנחנו יכולים להגיד ל-tshark להציג רק מנות כאלה. לשם כך, עליך לבחור לכידת מנות מהממשק לולאה חוזרת (loopback) על ידי העברת האפשרות ל-TShark -אילו:

$ sudo tshark -i lo

הודעות על מנות שנשלחות על ידי המשדר שלנו יתחילו מיד לזרום לקונסולה (ברציפות, ללא קשר אם לחצנו על הכפתור בשלט רחוק או לא). אולי יש במחשב שלך תוכנות שגם שולחות מנות דרך לולאה מקומית, ובמקרה כזה נקבל תערובת של מנות שלנו ושל אחרים. כדי לוודא שברשימה אנו רואים רק מנות שנשלחות על ידי השלט הרחוק שלנו, נוסיף פילטר לפי מספר יציאה. על ידי לחיצה על Ctrl-C אנו עוצרים את המנתח ומכניסים מסנן למספר היציאה שהשלט רחוק משתמש בו כיציאת היעד לשידור שלו (8010): -f "יציאת udp 8010". כעת שורת הפקודה שלנו תיראה כך:

$ sudo tshark -i lo -f "udp port 8010"

הפלט הבא יופיע במסוף (10 השורות הראשונות):

 1 0.000000000    127.0.0.1 → 127.0.0.1    UDP 214 8010 → 7010 Len=172 
 2 0.020059705    127.0.0.1 → 127.0.0.1    UDP 214 8010 → 7010 Len=172
 3 0.040044409    127.0.0.1 → 127.0.0.1    UDP 214 8010 → 7010 Len=172 
 4 0.060057104    127.0.0.1 → 127.0.0.1    UDP 214 8010 → 7010 Len=172
 5 0.080082311    127.0.0.1 → 127.0.0.1    UDP 214 8010 → 7010 Len=172  
 6 0.100597153    127.0.0.1 → 127.0.0.1    UDP 214 8010 → 7010 Len=172 
 7 0.120122668    127.0.0.1 → 127.0.0.1    UDP 214 8010 → 7010 Len=172
 8 0.140204789    127.0.0.1 → 127.0.0.1    UDP 214 8010 → 7010 Len=172
 9 0.160719008    127.0.0.1 → 127.0.0.1    UDP 214 8010 → 7010 Len=172
10 0.180673685    127.0.0.1 → 127.0.0.1    UDP 214 8010 → 7010 Len=172

לעת עתה, לא מדובר במנות אלא ברשימה ממוספרת של אירועים, כאשר כל שורה היא הודעה על החבילה הבאה שהבחינו בממשק. מכיוון שכבר דאגנו לסינון מנות, אנו רואים ברשימה רק הודעות על מנות מהמשדר שלנו. לאחר מכן, בואו נפענח את הטבלה הזו לפי מספרי עמודות:

מספר אירוע.
זמן התרחשותו.
כתובת ה-IP המקור של החבילה וכתובת ה-IP היעד של החבילה.
הפרוטוקול של החבילה מוצג כ-UDP מכיוון שמנות RTP נשלחות כמטען בתוך מנות UDP.
גודל מנות בבתים.
מספר יציאת המקור של החבילה ומספר יציאת היעד של החבילה.
גודל מטען החבילות, מכאן נוכל להסיק שהמשדר שלנו מייצר חבילות RTP בגודל של 172 בתים, אשר, כמו ברווז בחזה, ממוקמים בתוך חבילת UDP בגודל 214 בתים.
עכשיו הגיע הזמן להסתכל בתוך חבילות ה-UDP, לשם כך נשיק את TShark עם סט מורחב של מפתחות:

sudo tshark -i lo -f "udp port 8010"  -P -V -O rtp -o rtp.heuristic_rtp:TRUE -x

כתוצאה מכך, פלט התוכנית יועשר - פענוח של התוכן הפנימי של החבילה שגרמה לכך יתווסף לכל אירוע. כדי לקבל מבט טוב יותר על הפלט, אתה יכול לעצור את TShark על ידי לחיצה על Ctrl-C, או לשכפל את הפלט שלו לקובץ על ידי הוספת צינור לתוכנית tee לפקודת run, תוך ציון שם הקובץ, tee <filename>:

$ sudo tshark -i lo -f "udp port 8010"  -P -V -O rtp -o rtp.heuristic_rtp:TRUE -x | tee  log.txt

עכשיו בואו נסתכל מה יש לנו בקובץ, הנה החבילה הראשונה ממנו:

1 0.000000000    127.0.0.1 → 127.0.0.1    RTP 214 PT=ITU-T G.711 PCMU, SSRC=0x6B8B4567, Seq=58366, Time=355368720
Frame 1: 214 bytes on wire (1712 bits), 214 bytes captured (1712 bits) on interface 0
Ethernet II, Src: 00:00:00_00:00:00 (00:00:00:00:00:00), Dst: 00:00:00_00:00:00 (00:00:00:00:00:00)
Internet Protocol Version 4, Src: 127.0.0.1, Dst: 127.0.0.1User Datagram Protocol, Src Port: 8010, Dst Port: 7010
Real-Time Transport Protocol    [Stream setup by HEUR RT (frame 1)]
        [Setup frame: 1] 
       [Setup Method: HEUR RT]
    10.. .... = Version: RFC 1889 Version (2)
    ..0. .... = Padding: False
    ...0 .... = Extension: False
    .... 0000 = Contributing source identifiers count: 0   
   0... .... = Marker: False
    Payload type: ITU-T G.711 PCMU (0)
    Sequence number: 58366    [Extended sequence number: 58366]
    Timestamp: 355368720
    Synchronization Source identifier: 0x6b8b4567 (1804289383)
    Payload: ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff...

0000  00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 08 00 45 00   ..............E.
0010  00 c8 3c 69 40 00 40 11 ff b9 7f 00 00 01 7f 00   ..<i@.@.........
0020  00 01 1f 4a 1b 62 00 b4 fe c7 80 00 e3 fe 15 2e   ...J.b..........
0030  7f 10 6b 8b 45 67 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff   ..k.Eg..........
0040  ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff   ................
0050  ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff   ................
0060  ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff   ................
0070  ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff   ................
0080  ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff   ................
0090  ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff   ................
00a0  ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff   ................
00b0  ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff   ................
00c0  ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff   ................
00d0  ff ff ff ff ff ff                                  ......

את המאמר הבא נקדיש לניתוח המידע הכלול ברישום זה ובהכרח נדבר על המבנה הפנימי של חבילת ה-RTP.

מקור: www.habr.com

חקר מנוע ה-VoIP Mediastreamer2. חלק 7

שימוש ב-TShark לניתוח מנות RTP

הוספת תגובה ביטול תגובה