GB28181协议详解

第一部分：协议基础与设备注册 1.1 协议分层架构 层级协议/规范功能说明信令控制层SIP (RFC 3261) + GB扩展设备注册、目录订阅、实时点播、云台控制等控制信令媒体传输层RTP/RTCP (RFC 3550) + PS封装音视频数据封装传输，支持H.264/H.265/G.711/AAC等编码

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1.2 设备注册流程（含鉴权算法） 1.2.1 完整信令交互 [设备] [SIP服务器] |---- REGISTER (无鉴权) -------->| |<---- 401 Unauthorized --------| WWW-Authenticate: Digest realm="3402000000", nonce="abcd1234" |---- REGISTER (带鉴权头) ------>| Authorization: Digest username="34020000001320000001", response="xxxx" |<---- 200 OK ------------------| Expires: 3600 1.2.2 鉴权算法实现

输入参数：

username：设备ID（如34020000001320000001）realm：服务器返回的域（如3402000000）password：设备预设密码（如123456）nonce：服务器生成的随机数（如abcd1234）method：请求方法（REGISTER）uri：请求URI（如sip:34020000002000000001@192.168.1.100）

计算步骤：

计算 HA1 = MD5(username:realm:password)计算 HA2 = MD5(method:uri)最终 response = MD5(HA1:nonce:HA2)

代码示例（Python）：

import hashlib def calculate_response(username, realm, password, nonce, method, uri): ha1 = hashlib.md5(f"{username}:{realm}:{password}".encode()).hexdigest() ha2 = hashlib.md5(f"{method}:{uri}".encode()).hexdigest() return hashlib.md5(f"{ha1}:{nonce}:{ha2}".encode()).hexdigest()

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第二部分：实时点播（2025年02月21日场景） 2.1 信令交互全流程 [Client] [Device] |-------- INVITE (SDP Offer) ------------>| |<------- 100 Trying ---------------------| # 临时响应 |<------- 200 OK (SDP Answer) ------------| # 携带设备媒体参数 |-------- ACK --------------------------->| # 确认建立会话 |<------- RTP Stream (Port 6000) -------- | # 媒体流开始传输 |-------- BYE --------------------------->| # 结束会话 |<------- 200 OK -------------------------| 2.2 SDP详解（客户端Offer） v=0 o=34020000002000000001 0 0 IN IP4 192.168.1.100 # 会话发起者标识 s=Play # 会话名称（可自定义） c=IN IP4 192.168.1.100 # 客户端接收地址 t=0 0 # 时间范围（0表示实时） m=video 6000 RTP/AVP 96 # 媒体行：视频，端口6000，负载类型96 a=rtpmap:96 PS/90000 # PS封装，时钟频率90kHz a=sendonly # 客户端仅接收（设备发送） a=control:streamid=1 # 流标识符（多码流时使用） a=range:clock=20250221T000000- # 时间范围（"-"表示持续到结束） SDP字段逐项解析 字段说明o=格式：<username> <sess-id> <sess-version> <nettype> <addrtype> <unicast-address>s=会话描述名称（如Play/Live/Playback）c=连接信息：IN表示Internet，IP4为IPv4地址，192.168.1.100为客户端接收IPt=时间范围：<start-time> <stop-time>，0 0表示永久会话m=媒体行：<media> <port> <proto> <fmt>，video表示视频，6000为端口，RTP/AVP为传输协议a=rtpmap负载映射：<payload_type> <encoding>/<clock_rate>，96对应动态类型，PS为封装格式a=range时间范围：clock=YYYYMMDDThhmmss-YYYYMMDDThhmmss，实时流可省略结束时间

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第三部分：录像回放与下载 3.1 录像查询（MESSAGE信令） 3.1.1 请求消息 <?xml version="1.0"?> <Query> <CmdType>RecordInfo</CmdType> <!-- 固定指令类型 --> <SN>16777216</SN> <!-- 序列号（递增） --> <DeviceID>34020000001320000001</DeviceID> <StartTime>20250221T120000</StartTime> <!-- 起始时间 --> <EndTime>20250221T123000</EndTime> <!-- 结束时间 --> <Secrecy>0</Secrecy> <!-- 保密级别（0-普通，1-机密） --> <Type>time</Type> <!-- 录像类型：time/alarm/manual --> </Query> 3.1.2 响应消息 <?xml version="1.0"?> <Response> <CmdType>RecordInfo</CmdType> <SN>16777216</SN> <DeviceID>34020000001320000001</DeviceID> <Name>Camera-01</Name> <SumNum>1</SumNum> <!-- 录像片段总数 --> <RecordList> <Item> <DeviceID>34020000001320000001</DeviceID> <Name>Channel-1</Name> <StartTime>20250221T120000</StartTime> <EndTime>20250221T123000</EndTime> <FilePath>/videos/20250221_1200.mp4</FilePath> <!-- 可选字段 --> </Item> </RecordList> </Response> 3.2 录像回放（INVITE信令） 3.2.1 SDP关键参数 a=range:clock=20250221T120000-20250221T123000 # 精确时间段 a=control:streamid=2 # 区分实时流与回放流 3.2.2 回放控制（MESSAGE信令） <?xml version="1.0"?> <Control> <CmdType>DeviceControl</CmdType> <SN>789</SN> <DeviceID>34020000001320000001</DeviceID> <Scale>4.0</Scale> <!-- 回放速率（1.0=正常，2.0=2倍速） --> <Range>20250221T121500-20250221T122000</Range> <!-- 拖动到指定位置 --> </Control>

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第四部分：音视频RTP打包规范 4.1 视频封装（H.264/H.265） 4.1.1 PS封装结构 PS Header (0x000001BA) → System Header (0x000001BB) → PES Header (视频流) → H.264/H.265 NALU → PES Header (音频流) → G.711/AAC数据 4.1.2 RTP分片规则 帧类型分片策略I帧强制分片，每包≤1400字节，FU-A模式（分片头：0x1C + 0x80→首包，0x1C + 0x00→中间包）P/B帧单包发送（若NALU≤1400字节）或分片发送

H.264分片头示例：

RTP Header | FU Indicator (0x1C) | FU Header (0x80) | NALU分片数据 # 首包 RTP Header | FU Indicator (0x1C) | FU Header (0x00) | NALU分片数据 # 中间包 RTP Header | FU Indicator (0x1C) | FU Header (0x40) | NALU分片数据 # 末包（Mark=1） 4.2 音频封装 4.2.1 PS封装音频 PES结构： PES Header (Stream ID=0xC0) | PCM数据（G.711） # 音频PES包 时间戳同步：音频PTS与视频PTS基于同一90kHz时钟对齐 4.2.2 独立RTP流封装 RTP Header | PCM数据（G.711） # 直接封装，无分片

SDP声明示例：

m=audio 6002 RTP/AVP 8 # G.711U负载类型8 a=rtpmap:8 PCMA/8000/1 # 编码格式与采样率

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第五部分：开发注意事项 5.1 时间同步 NTP同步：设备与服务器时间误差需<1秒，否则回放请求可能失败RTP时间戳：视频基于90kHz时钟，音频基于采样率（如G.711=8kHz） 5.2 网络适应性 传输模式适用场景优化建议UDP低延迟、允许少量丢包增加Jitter Buffer（≥500ms）TCP高可靠性、弱网络环境启用RTP over RTSP（需SDP中声明a=rtcp-mux） 5.3 错误处理 注册失败：检查Digest算法实现及设备ID格式（20位数字）媒体流中断：监控RTCP RR包的丢包率，动态调整码率时间戳溢出：每26小时重置RTP时间戳（90kHz时钟溢出周期）

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附录：关键协议头字段速查 SIP头字段 字段示例值说明Call-ID123456789@192.168.1.100会话唯一标识（需全局唯一）CSeq1 INVITE命令序列号（递增）Contact<sip:34020000001320000001@192.168.1.200>设备实际通信地址 SDP属性字段 属性示例值说明rtpmap96 PS/90000定义负载类型与编码格式fmtp96 profile-level-id=42E0H.264编码参数（可选）controlstreamid=1流标识符（多码流切换）

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第六部分：信令表

好的，用户让我出一个所有GB28181信令的表。之前我已经详细解释了各个信令，现在需要整理成一个表格。用户可能在做开发或者测试，需要快速查阅各个信令的用途和关键字段。我需要确保表格覆盖所有主要信令，包括注册、心跳、实时点播、回放、目录查询、报警通知等。还要注意之前的对话中提到过具体的信令流程和SDP字段，所以表格里需要包含SIP方法、消息类型、关键字段和使用场景。可能还需要补充一些用户没提到的其他信令，比如设备控制和语音对讲，以全面覆盖协议内容。要检查是否有遗漏，比如BYE请求或者错误响应，确保表格的完整性。同时，用户可能希望表格结构清晰，方便查阅，所以需要用简洁的标题和明确的分类。最后，确保每个信令的关键字段准确，比如CmdType和XML结构，以及对应的SIP方法，如REGISTER、INVITE、MESSAGE等。可能需要参考之前的回答，确认每个信令的细节，避免错误。

以下是GB28181协议中 所有核心信令的汇总表 ，包含信令类型、SIP方法、关键字段及典型应用场景：

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GB28181 信令全表 信令类型SIP方法关键字段/消息体典型场景响应码设备注册REGISTERExpires（有效期）、Authorization（鉴权头）、Contact（设备地址）设备上线200 OK / 401 Unauthorized心跳保活MESSAGE<CmdType>Keepalive</CmdType>、<Status>OK</Status>维持在线状态200 OK实时点播请求INVITESDP中的m=video、a=rtpmap:96 PS/90000、a=range（时间范围）发起实时视频流200 OK + SDP录像回放请求INVITESDP中的a=range:clock=起始时间-结束时间、a=control:streamid=N请求历史录像流200 OK + SDP目录查询MESSAGE<CmdType>Catalog</CmdType>、<DeviceID>、<SumNum>（通道数）获取设备通道列表200 OK + 通道列表报警通知NOTIFY<CmdType>Alarm</CmdType>、<AlarmType>（报警类型）、<AlarmTime>移动侦测/遮挡事件上报200 OK云台控制MESSAGE<CmdType>DeviceControl</CmdType>、<PTZCmd>（十六进制指令）摄像头转动/变焦200 OK录像查询MESSAGE<CmdType>RecordInfo</CmdType>、<StartTime>、<EndTime>、<RecordList>检索设备存储的录像片段200 OK + 录像列表回放控制MESSAGE<CmdType>DeviceControl</CmdType>、<Scale>（倍速）、<Range>（跳转时间）快进/快退/拖动进度条200 OK语音对讲INVITESDP中的m=audio、a=rtpmap:8 PCMA/8000（音频编码）双向语音通信200 OK + SDP设备信息查询MESSAGE<CmdType>DeviceInfo</CmdType>、<DeviceID>获取设备型号/版本信息200 OK + 设备信息订阅事件通知SUBSCRIBEEvent: catalog（目录订阅）、Expires（订阅有效期）实时接收设备状态变化200 OK + NOTIFY消息停止媒体流BYECall-ID（对应会话ID）、CSeq（递增序列号）结束实时预览或回放200 OK文件下载请求MESSAGE<CmdType>Download</CmdType>、<FilePath>（文件路径）、<StartTime>下载指定录像文件200 OK + 文件流网络配置修改MESSAGE<CmdType>ConfigDownload</CmdType>、<IPAddress>、<GateWay>远程修改设备网络参数200 OK

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关键说明

SDP字段扩展：

a=control:streamid=N：用于区分多码流（主码流=1，子码流=2）。a=range:clock=YYYYMMDDThhmmss-YYYYMMDDThhmmss：时间格式必须精确到秒。a=rtpmap:96 PS/90000：强制要求视频流使用PS封装，时钟频率90kHz。

XML消息体规范：

公共字段：<SN>（序列号）、<DeviceID>（20位设备ID）必须唯一且递增。错误码：<StatusCode>（如200成功，400参数错误，404无录像文件）。

特殊场景处理：

分页查询：当录像片段过多时，通过<SumNum>和分页参数分批获取。鉴权失败：服务器返回401 Unauthorized时，设备需重发带正确Authorization头的请求。

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信令交互示例图 [设备注册] Device -> Server: REGISTER Server -> Device: 401 Unauthorized Device -> Server: REGISTER (带鉴权) Server -> Device: 200 OK [实时点播] Client -> Device: INVITE (SDP Offer) Device -> Client: 200 OK (SDP Answer) Client -> Device: ACK Device -> Client: RTP流传输 [录像回放控制] Client -> Device: MESSAGE (Scale=2.0) Device -> Client: 200 OK + 媒体流加速

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附：常用CmdType值 CmdType用途关联信令Keepalive心跳保活MESSAGECatalog目录查询MESSAGEDeviceControl云台/回放控制MESSAGERecordInfo录像查询MESSAGEAlarm报警通知NOTIFYDeviceInfo设备信息查询MESSAGEDownload文件下载MESSAGE

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