Истражување на VoIP моторот Mediastreamer2. Дел 7

Материјалот на статијата е преземен од моето зен канал.

Користење на TShark за анализа на RTP пакети

Во последниот Член Собравме коло за далечинско управување од генератор на тонови и детектор за тонови, комуникацијата меѓу која се вршеше со помош на RTP поток.

Во оваа статија, продолжуваме да го проучуваме преносот на аудио сигнал со помош на протоколот RTP. Прво, ајде да ја поделиме нашата тест апликација на предавател и приемник и да научиме како да го испитаме протокот RTP користејќи анализатор на мрежен сообраќај.

Така, за да можеме појасно да видиме кои програмски елементи се одговорни за пренос на RTP, а кои се одговорни за примање, ја делиме нашата датотека mstest6.c на две независни програми за предавателот и примачот, ќе ги ставиме заедничките функции што ги користат и двајцата во третата датотека , која ќе ја наречеме mstest_common.в, ќе биде поврзан со предавателот и приемникот користејќи ја директивата за вклучување:

/* 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;
}

Сега посебната датотека на предавателот:

/* 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);
  }
}

И, конечно, датотеката на приемникот:

/* 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); 
 }
}

Ги компајлираме предавателот и приемникот, а потоа ги лансираме секој во сопствената конзола. Тогаш треба да работи како порано - само ние треба да внесуваме броеви од 1 до 6 во конзолата на предавателот, а одговорот на нив треба да се појави во конзолата на приемникот. Тоновите треба да се слушаат во звучникот. Ако сè е така, тогаш воспоставивме врска помеѓу приемникот и предавателот - постои континуиран пренос на RTP пакети од предавателот до приемникот.

Сега е време да инсталираме анализатор на сообраќај, за ова ќе ја инсталираме конзолната верзија на одличната програма Wireshark - таа се нарекува TShark. Го избрав TShark за понатамошна дискусија со цел да го олеснам описот на управувањето со програмата. Со Wireshark, ќе ми треба море од слики од екранот, кои брзо би можеле да станат застарени со објавувањето на новата верзија на Wireshark.

Ако знаете како да користите Wireshark, можете да го користите за да ги проучите нашите примери. Но, дури и во овој случај, препорачувам да го совладате TShark, бидејќи тоа ќе ви помогне да го автоматизирате тестирањето на вашите VoIP апликации, како и да извршите далечинско снимање.

Инсталирајте TShark со командата:

$ sudo apt-get install tshark

Традиционално, го проверуваме резултатот од инсталацијата барајќи ја верзијата на програмата:

$ tshark --version

Доколку се добие соодветен одговор, продолжуваме понатаму.

Бидејќи нашите пакети засега влегуваат само во компјутерот, можеме да му кажеме на tshark да прикажува само такви пакети. За да го направите ова, треба да изберете фаќање пакети од интерфејсот повратна врска (Loopback) со предавање на опцијата TShark -ило:

$ sudo tshark -i lo

Пораките за пакетите испратени од нашиот предавател веднаш ќе почнат да се влеваат во конзолата (континуирано, без разлика дали сме го притиснале копчето на далечинскиот управувач или не). Можеби има програми на вашиот компјутер кои исто така испраќаат пакети преку локална јамка, во тој случај ќе добиеме мешавина од наши и туѓи пакети. За да се увериме дека во списокот гледаме само пакети испратени од нашиот далечински управувач, ќе додадеме филтер по број на порта. Со притискање на Ctrl-C го запираме анализаторот и внесуваме филтер за бројот на портата што далечинскиот управувач го користи како дестинација за пренос (8010): -f "udp порта 8010". Сега нашата командна линија ќе изгледа вака:

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

Следниот излез ќе се појави во конзолата (првите 10 линии):

 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

Засега, ова не се пакети, туку нумерирана листа на настани, каде што секоја линија е порака за следниот пакет што е забележан на интерфејсот. Бидејќи веќе се погриживме за филтрирање на пакети, во списокот гледаме само пораки за пакети од нашиот предавател. Следно, ајде да ја дешифрираме оваа табела по броеви на колони:

Број на настан.
Времето на неговото настанување.
Изворната IP адреса на пакетот и одредишната IP адреса на пакетот.
Протоколот на пакетот е прикажан како UDP бидејќи RTP пакетите се испраќаат како товар во UDP пакетите.
Големина на пакетот во бајти.
Бројот на изворната порта на пакетот и бројот на одредишната порта на пакетот.
Големината на товарот на пакетот, оттука можеме да заклучиме дека нашиот предавател генерира RTP пакети со големина од 172 бајти, кои, како патка во градите, се наоѓаат во UDP пакет со големина од 214 бајти.
Сега е време да погледнеме внатре во UDP пакетите, за ова ќе го лансираме TShark со проширен сет на клучеви:

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

Како резултат на тоа, излезот на програмата ќе биде збогатен - на секој настан ќе се додаде дешифрирање на внатрешната содржина на пакетот што го предизвика. За подобро да го погледнете излезот, можете или да го запрете TShark со притискање на Ctrl-C или да го дуплирате неговиот излез во датотека со додавање на цевковод во програмата Tee на командата за извршување, наведувајќи го името на датотеката, tee <име на датотека>:

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

Сега да погледнеме што добивме во датотеката, еве го првиот пакет од него:

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                                  ......

Следната статија ќе ја посветиме на анализа на информациите содржани во овој список и неизбежно ќе зборуваме за внатрешната структура на пакетот RTP.

Извор: www.habr.com