GB28181协议--设备注册和注销

1、基本要求

根据《GB/T 28181 —2016》第9章关于注册和注销的描述，GB28181的注册和注销应满足下面这些要求：

注册和注销时应进行认证, 认证方式应支持数字摘要认证方式；
SIP 代理在注册过期时间到来之前, 应向注册服务器进行刷新注册，系统、设备注册过期时间应可配置, 缺省值为86400s , 应在注册过期时间到来之前发送刷新注册消息, 为SIP 服务器预留适当刷新注册处理时间, 注册过期时间不应短于3600s。
SIP 代理注册成功则认为SIP 服务器为在线状态, 注册失败则认为SIP 服务器为离线状态;SIP 服务器在SIP 代理注册成功后认为其为在线状态,SIP 代理注册过期则认为其为离线状态。

2、基本流程

SIP设备的基本注册流程如下图所示：

注册流程描述如下:

SIP 代理向SIP 服务器发送 Register 请求;
SIP 服务器向 SIP 代理发送响应401, 并在响应的消息头 WWW_Authenticate 字段中给出适合SIP 代理的认证体制和参数;
SIP 代理重新向SIP 服务器发送 Register 请求, 在请求的 Authorization 字段给出信任书,包含认证信息;
SIP 服务器对请求进行验证, 如果检查出 SIP 代理身份合法, 向 SIP 代理发送成功响应200 OK, 如果身份不合法则发送拒绝服务应答。

基于数字证书的双向认证注册说明：
SIP 代理和SIP 服务器进行双向认证。对IETF RFC 3261 中定义的方法 Register 进行如下头域扩展:

Authorization 的值增加 Capability 项用来描述编码器的安全能力。当 Authorization 的值为Capability 时, 只携带一个参数algorithm, 参数algorithm 的值分为三部分, 中间以逗号分割。第一部分为非对称算法描述, 取值为 RSA; 第二部分为摘要算法描述, 取值为 MD5/SHA-1/SHA-256 中的一个或者多个; 第三部分为对称算法的描述, 取值为 DES/3DES/SM1 中的一个或者多个。
WWW-Authenticate 的值增加 Asymmetric 项用来携带验证 SIP 服务器身份的数据。当
WWW-Authenticate 的值为 Asymmetric 时, 只携带参数 nonce 和algorithm 。 algorithm 的
值取安全能力中指明的算法。
Authorization 的值增加 Asymmetric 项用来携带验证编码器的数据。当 Authorization 的值
为 Asymmetric 时, 携带nonce、response、algorithm 三个参数。

注销流程如下所示：

注销流程描述如下:

SIP 代理向SIP 服务器发送 Register 请求,Expires 字段的值为0, 表示SIP 代理要注销;
SIP 服务器向 SIP 代理发送响应401, 并在响应的消息头 WWW_Authenticate 字段中给出适合SIP 代理的认证体制和参数;
SIP 代理重新向SIP 服务器发送 Register 请求, 在请求的 Authorization 字段给出信任书,包含认证信息,Expires 字段的值为0;
SIP 服务器对请求进行验证, 如果检查出 SIP 代理身份合法, 向 SIP 代理发送成功响应200 OK, 如果身份不合法则发送拒绝服务应答。

注意：
从上面两张图片可以看出，SIP协议的注册和注销的差异在于Expires字段的值，当为0时，设备是注销，当大于0时（Expires最小值为3600），设备是注册。

3、基于SIP库的注册和注销

在这里，我们开发基于libosip和libexsip库进行开发。下面是设备注册的步骤：

（1）初始化SIP协议

先初始化sip，初始化sip，主要包括开启sip的打印、初始化eXosip_init和监听端口，具体代码如下：

int SipInit(int debugEnable, int transport, int port)
{if (debugEnable){osip_trace_initialize(debugEnable, NULL);}int ret = eXosip_init ();if (ret != OSIP_SUCCESS ){return -1;}ret = eXosip_listen_addr (transport, NULL, port, AF_INET, 0);if ( ret != OSIP_SUCCESS ){eXosip_quit();return -1;}GB_PrintDebug("eXosip_init successfully!\n");return 0;
}

（2）设备的注册和注销：
设备的注册和注销使用同一个接口SipReg，isReg为1代表注册，为0代表注销。

int SipReg(GB28181Param_t *pGB28181Param, int isReg)
{int ret = 0;int expires = 0 ;int unAuthorized = 0;eXosip_event_t *je = NULL;osip_message_t *reg = NULL;if (!pGB28181Param){return -1;}if (isReg){expires = atoi(pGB28181Param->userParam.sipExpires);}while(1){if (0 == unAuthorized){ret = SipRegisterUnauthorized(pGB28181Param, expires);if (ret < 0){if(je){eXosip_event_free(je);}return -1;}else {unAuthorized = 1;}}je = eXosip_event_wait(0, 100);    if(NULL == je){eXosip_automatic_action();osip_usleep(100*1000);continue;}if(EXOSIP_REGISTRATION_FAILURE == je->type){if((je->response!=NULL) && (401==je->response->status_code)){ret = SipRegisterAuthorized(pGB28181Param, je->rid, expires);eXosip_event_free(je);if(ret != OSIP_SUCCESS){return -1;}}else {eXosip_event_free(je);unAuthorized = 0;         sleep(GB28181_REG_INTERVAL);return -1;}}else if (EXOSIP_REGISTRATION_SUCCESS == je->type){g_SipState.registerID = je->rid;eXosip_execute();eXosip_automatic_action();eXosip_event_free(je);break;}else{eXosip_event_free(je);}}if (isReg){g_SipState.sipRegStatus = 1;}else {g_SipState.sipRegStatus = 0;}return 0;
}

下面的函数是不带认证注册和带认证注册的两个函数

static int SipRegisterUnauthorized(GB28181Param_t *pGB28181Param, int expires)
{int ret;char from[128] = {0, };char proxy[128] = {0, };eXosip_event_t *je = NULL;osip_message_t *reg = NULL;if (!pGB28181Param){return -1;}snprintf(from, sizeof(from), "sip:%s@%s:%s", pGB28181Param->userParam.devSipID, pGB28181Param->userParam.devSipIP,pGB28181Param->userParam.devSipPort);snprintf(proxy, sizeof(proxy), "sip:%s@%s:%s", pGB28181Param->userParam.sipServerID, pGB28181Param->userParam.sipServerIP,pGB28181Param->userParam.sipServerPort);eXosip_masquerade_contact(pGB28181Param->userParam.devSipIP, atoi(pGB28181Param->userParam.devSipPort));     eXosip_set_user_agent(pGB28181Param->productParam.manufacturer);         eXosip_lock();g_SipState.registerID = eXosip_register_build_initial_register( from, proxy, NULL, expires, &reg);if(g_SipState.registerID < 0){eXosip_unlock();return -1;}ret = eXosip_register_send_register(g_SipState.registerID, reg);if(ret != OSIP_SUCCESS){eXosip_unlock();return -1;}// osip_message_free(reg);eXosip_unlock();return 0;
}static int SipRegisterAuthorized(GB28181Param_t *pGB28181Param, int rid, int expires)
{int ret = 0;osip_message_t *reg = NULL;if (!pGB28181Param){return -1;}eXosip_lock();eXosip_clear_authentication_info();eXosip_add_authentication_info( pGB28181Param->userParam.devSipID,pGB28181Param->userParam.devSipID,pGB28181Param->userParam.devSipPasswd, "MD5", NULL);eXosip_register_build_register( rid, expires, &reg);ret = eXosip_register_send_register(rid, reg);eXosip_unlock();return ret;
}

通过上述接口就可以进行GB28181的初始化了。

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》