一、前言
某项目中需要集成视频管理平台,实现分布在各省公司的摄像及接入,对视频进行统一管理。本项目中视频管理平台采用GB/T28181实现的监控设备接入管理平台,支持在开放互联网和局域网对监控设备进行远程接入、远程管理、远程调阅、录像回看等功能。本文对此记录GB/T28181协议的原理和一些问题,以供后续参考。
二、视频协议
2.1、相关术语
H265/H265视频编码
输出HTTP-FLV、HTTP-MP4
HLS:(HTTP Live Streaming)是Apple的动态码率自适应技术。主要用于PC和Apple终端的音视频服务。包括一个m3u(8)的索引文件,TS媒体分片文件和key加密串文件。
WebSocket
RTMP
RTSP/Onvif协议
GA/T 1400协议
数字视频录像机(DVR)
网络视频录像机(NVR)
SIP协议:SIP(Session Initiation Protocol,会话发起协议)是一个用于建立,更改和终止多媒体会话的应用层控制协议,其中的会话可以是IP电话、多媒体分发及多媒体会议。SIP协议采用Client/Server模型,主要通过与代理服务器之间的通信来完成用户呼叫的建立过程。
2.2、GB28181网络视频协议
GB28181协议是指遵循国家标准GB/T 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》中所要求的进行视频处理的约定标准。它也是我国公安部提出的一个通用的视频监控联网协议。它规定了视频监控系统中前端设备、平台服务器、客户端之间的通信协议和数据格式,旨在实现不同厂家、不同设备之间的互联互通。其中:
1.该标准规定了公共安全视频监控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,是视频监控领域的国家标准。
2.GB28181协议信令层面使用的是SIP(Session Initiation Protocol)协议;
3.流媒体传输层面使用的是实时传输协议(Real-time Transport Protocol,RTP)协议;
GB28181协议数据包封装格式:
如上图所示,视频连网系统在进行视音频传输及控制时应建立两个传输通道:会话通道和媒体流通道
- 会话通道:用于在设备之间建立会话并传输系统控制命令
- 媒体流通道:用于传输视音频数据,经过压缩编码的视音频流采用流媒体协议 RTP/RTCP传输
2.3、常见视频管理架构
三、问题及故障
3.1、视频断流
现场远程会议室录像机是通过国标GB28181协议注册到视频管理平台后,视频播放了一会儿就出现了断流的现象。
处理:现场抓包设备查和sip协议查看视频流推送通信过程,设备端会主动发bye,导致断流;然后更换网络环境,测试对比排除;当现场配置有防火墙时,对外的端口未能恰当开放,会导致断流现象。
eg1:相关经验表明,当设备网络较差时,设备会出现断流,超过指定的超时时间30s(各平台默认值不同),就会主动清除流媒体服务,但是redis中的流数据还在,而当设备在录像时,自动保活会从redis中取保活流数据,所以就会出现设备状态显示正在播放,但是流已经消失的情况。这时,就需要检查对流的判断,确保异常后可重新拉流,现场实际为:断流后会重试拉流。
3.2、视频串流
GB28181协议下频繁出现串流和断流的问题主要涉及到几个方面:设备配置冲突、网络问题、协议实现的不一致性以及服务保活机制的问题,主要出现在网络方面。
1)摄像设备配置冲突:
如果现场两台设备配置冲突,比如:配置参数SIP用户ID必须为唯一值(一般会根据地区编码设置不同ID),否则会向视频管理平台进行不间断地注册,这样就会导致这两台设备的视频流冲突,一会是A设备的流,一会是B设备的流。
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2)网络问题:
在网络通信过程中,随着视频流并发和资源下载等负载增高,出现通过国标GB28181协议注册到视频监控平台后频繁断流,可能是因为现场网络环境存在问题,如:防火墙设置导致端口未能开放,进而影响视频流的正常传输。可通过开启对应端口后,尝试查看视频流是否可恢复正常。
eg1:当设备网络较差时,设备会断流,超过指定的时间30s(各平台默认值不同),就会主动清
除流媒体服务,但是redis中的流数据还在,而当设备在录像时,自动保活会从redis中取保活流数据,所以就会出现设备状态显示正在播放,但是流已经消失的情况。
3)协议实现的不一致性:
GB28181协议在实施过程中,由于不同厂商的实现可能存在差异,导致协议解析出现问题,进而影响到服务稳定性。例如,部分机型不按照标准ps协议封包,导致级联平台中的ssrc直接默认为0,无法使用ssrc校验码流,从而引发串流问题。此外,rtp码流无法避免串流和异常码流攻击,即使采用ssrc校验也不能完全避免。
4)服务keep-alive机制的问题:
在设备进行播放保活时,如果对流信息判断不当,可能导致断流现象。例如,如果设备端主动发送bye信令,而服务端未能正确处理这种情况,就会导致视频流意外断开。解决这一问题的方法包括对流信息进行正确判断,并在必要时自动重新拉流。
5)通道占用问题:
相关经验中,当通过数据库查看设备状态实际离线后(即它的通道实际也就离线了),但页面检查会发现设备通道是在线状态,故前台也会显示该设备在线,然实际是该摄像头使用了其他通道的标识,导致最终出现串流。故在代码层面应检测设备时如果处于离线状态,只需将关联的通道也置为离线状态即可。