GB28181协议简介以及学习GB28181协议所涉及的名词汇总(入门篇)
1.GB/T 28181 —2016协议简介：
近年来，国内视频监控应用发展迅猛，系统接入规模不断扩大，涌现了大量平台提供商，平台提供商的接入协议各不相同，终端制造商需要给每款终端维护提供各种不同平台的软件版本，造成了极大的资源浪费。各地视频大规模建设后，省级、国家级集中调阅，对重特大事件通过视频掌握现场并进行指挥调度的需求逐步涌现，然而不同平台间缺乏统一的互通协议。在这样的产业背景下，基于终端标准化、平台互联互通的需求，GB/T28181应运而生。 GB28181标准规定了公共安全视频监控联网系统(以下简称联网系统) 的互联结构, 传输、 交换、 控制的基本要求和安全性要求, 以及控制、 传输流程和协议接口等技术要求。
2.GB28181包含的的主要功能有以下几个部分(后续文章中对其各个功能进行解析介绍)：
- SIP代理向服务器发起注册和注销；
- 实时视音频点播；
- 设备控制（上下左右、焦距、巡航、预置位、布/撤防、辅助开关、看守卫等）；
- 报警事件通知和分发；
- 网络设备信息和查询；
- 状态信息报送（与心跳保活连用）；
- 设备视音频文件检索；
- 历史视音频回放；
- 视音频文件下载；
- 校时；
- 订阅和通知；
- 语音广播和语音对讲。
以上功能就是GB28181协议所要介绍的主要内容，整个GB28181协议都是围绕以上功能进行展开介绍的 。
3.GB28181项目的设计思路逻辑图如下：
4.SIP协议(从此处开始将介绍所需的必备知识储备简介)：
SIP协议：会话初始协议（支持语音、视频、数据等多媒体业务）。GB28181协议是以sip协议为核心进行规定的。
5.网络传输协议要求：
联网系统网络层为ip协议，传输层为tcp/udp协议。
6.IP协议：
IP协议：是tcp/ip协议的核心，所有的TCP/UDP/IMCP/IGMP都是以ip协议传输的，ip不是可靠协议，一般用于网络层中的点对点通信等。
7.GB28181协议——流媒体几种传输方式（UDP、TCP被动、TCP主动模式）：
- UDP协议：(User Datagram Protocol)用户数据包协议。简单、快速、可靠度低。
- TCP协议：(Transmission Control Protocol)传输控制协议。复杂、缓慢、可靠。
- UDP：平台监听UDP端口，通过INVITE信令告知设备端UDP端口号，设备端通过告知的端口创建UDP SOCKET，设备端通过这个SOCKET主动向平台传输码流。
- TCP被动：平台监听TCP端口，通过INVITE信令告知设备端的TCP端口号，设备通过这个连接主动向 平台传输码流。
- TCP主动：在UDP模式和TCP被动模式中，平台端是server，设备端是client，但是在TCP主动模式中， 设备端为server，平台端为client。设备端告知平台端监听的TCP端口情况（通过SDP协议），当设备端监 听到平台端连接时，将主动向这个连接发起码流。
8.SDP协议：
SDP协议：描述多媒体会话的应用层协议（文本协议）。以下为各个字段的含义。
图4.1 SDP协议
V：协议版本 O：所有者/创建者会话标识 S：会话名 U：视音频文件的URI
C：连接信息 T：回放/下载时的开始/结束时间 M：媒体描述类型（video/audio）
B：宽带信息 A：零或多个媒体行属性 Y：一般指一路数据流的id F：一般指媒体描述9.控制描述协议(MANSCDP)：
(1)请求命令：
Contral(控制)、Query(查询)、Notify(通知)。
(2)应答命令：
Response(请求动作应答)。
(3)全局类型名称及说明：
deviceIDType(设备编码类型)、statusType(状态类型)、resultType(结果类型)；
PTZType(控制码类型)、recordType(录像控制类型)、guardType(布防/撤防控制类型)；
itemType(设备目录项类型)、itemFileType(文件目录项类型)。10.MESSAGE消息头含义：
Message消息体格式如下：
Messagesip:目的设备编码@目的域名或IP地址端口SIP/2.0
To:sip:目的设备编码@目的域名
Content-Length:消息实体的字节长度
CSeq:1Message
Call-ID:a84b4c76e66710
Via:SIP/2.0/UDP 源域名或IP地址
From:;tag=237f57dc
Content-Type:Application/MANSCDP+xml
Max-Forwards:69 | Header |
含义说明 |
| Via |
Via头域是被服务器插入request中，用来检查路由环的，并且可以使response根据via找到返回的路 |
| Max-Forwards |
用于表示这个包最多可以传送多少跳，每经过一跳都会减一当Max-Forwards==0系统会返回483。默认为70 |
| From |
表示请求的发起者 |
| To |
表示请求的接收者 |
| Call-ID |
对话的地址ID |
| Contact |
包含源的URI信息，用来给响应方直接和源建立连接用 |
| Content-Type |
指明消息体的类型 (SDP会话描述协议) |
| Content-Length |
指明消息体的字节大小 |
11.常见的状态码：
| 状态码 |
含义 |
| 1xx |
临时响应、表示请求消息正在被处理 |
| 2xx(200) |
成功响应、表示请求已被成功接收完全理解并接收(成功响应) |
| 3xx(302) |
重定向响应、表示需采取进一步完成请求(临时迁移) |
| 4xx |
客户机错误、表示请求消息中包含语法错误信息或服务器无法完成客户机的请求 |
| 5xx(504) |
服务器错误、表示服务器无法合法完成请求(服务器超时) |
| 6xx(600) |
全局故障 、表示任何服务器都无法完成该请求(全忙) |
12.Method请求行方法：
| Method |
方法说明 |
| REGISTER |
注册联系信息 |
| INVITE |
发起会话请求 |
| ACK |
INVITE 请求的响应的确认(与INVITE配套使用) |
| CANCEL |
取消请求 |
| BYE |
终结会话(与INVITE配套使用) |
| OPTIONS |
查询服务器能力 |
| MESSAGE |
RFC3428对Sip协议的扩展，增加了MESSAGE方法。采用Pager Model进行通信，传递不超过1300字节的数据。 |
13.设备编码规则：编码规则A；编码规则B。
编码规则A：系统编码(20位)==中心编码(8位)+行业编码(2位)+类型编码(3位)+序号(7位)。
eg：37030000001320000023代表：山东省淄博市的社会治安路面接入网络摄像机(IPC)编码序号。
编码规则B：系统编码(16位)==中心编码(8位)+行业编码(2位)+序号(4位)+类型编码(2位)。
eg：3703000000002302代表：山东省淄博市的社会治安路面接入序号数字视频解码设备。
14.视音频的封装格式：先PS----->后RTP打包封装后进行推流拉流。
在gb28181中视音频数据是先按照ISO/IEC13818-1:2000将其封装为PS包后，再将PS包以负载形式封装为 RTP包。
PS包结构 == System Heade(系统头)+PSM(程序流图)+PESV(视频PES包)+PESA(音频PES包。如下：典型的视频关键帧PS包结构。
| PS包头 | System header | PSM | PESV | PESA |
15.基于RTP的视音频基本流封装：直接将视音频数据以负载形式封装成RTP包。
- 视频流负载形式的RTP封装：
- MPEG4(负载类型97)、H264(负载类型98)、H265(负载类型98)；
- 音频流的负载形式的RTP封装：
- G711A(负载类型8)、SVAC(负载类型20)、G7231(负载类型4)；
16.RTP协议解析：
RTP协议 == RTP Header(RTP头部占12byte) + RTP Payload(RTP负载)；
RTP payload=NALU(网络提取单元层)=NAL header(占1byte=8bit)+H264原始码流(RBSP)；
RTP payload=NALU(网络提取单元层)/分包后的FU-A(分片单元)/PPS(图像参数集)+SPS(序列参数集)；
17.MTU(最大传输单元)：
MTU的默认值一般为1500byte，一般NALU(或FU-A)需小于MTU
FU-A的分片格式：12byte的RTP头+fu-a分片
18.RTMP与RTSP的联系与区别：
(1)联系：二者都是流媒体协议用于传输视音频数据流的。
(2)区别：
RTMP：实时消息协议(Real Time Messaging Protocol)。
底层协议：TCP。
一般用于第三方流媒体应用（B站等）。
RTSP：实时流协议(Real Time Streaming Protocol)。
底层协议：TCP和UDP。
一般用于IP摄像头、物联网设备等。
总结：
参考资料：
《GBT 28181-2016 公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》
