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。

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:<sip:源设备编码@源域名>;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》