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GB28181国标协议

一、协议基础知识​

1. 概述​

流媒体传输协议是音视频数据在互联网上实时传输的核心技术。不同协议因设计目标、延迟特性、兼容性等差异，适用于不同场景。本文档解析 RTSP、RTMP、HLS、WebRTC 等主流协议 ，并探讨协议互转的意义与实现方式。

2. 主流流媒体协议详解​

2.1 RTSP（Real-Time Streaming Protocol）​

  • 用途 ：控制实时音视频流的传输（如安防摄像头、直播推流）。
  • 特点 ：
    • 基于 TCP/UDP ，支持播放控制（暂停、快进）。
    • 需配合 RTP/RTCP 传输数据，常用于局域网或低延迟监控场景。
  • 典型场景 ：海康/大华摄像头、视频点播（VOD）。

2.2 RTMP（Real-Time Messaging Protocol）​

  • 用途 ：低延迟直播推流与分发。
  • 特点 ：
    • 基于 TCP ，Adobe 开发，支持音视频与数据传输。
    • 需专用服务器（如 Nginx-RTMP），延迟约 1-3秒 。
  • 典型场景 ：直播平台（斗鱼、B站）、互动连麦。

2.3 HLS（HTTP Live Streaming）​

  • 用途 ：苹果开发的自适应码率流媒体协议。
  • 特点 ：
    • 基于 HTTP ，将视频切片为 TS 文件 ，支持动态调整画质。
    • 延迟较高（10-30秒 ），但兼容性极强（支持所有浏览器）。
  • 典型场景 ：视频点播、移动端直播。

2.4 HTTP-FLV/WebSocket-FLV​

  • 用途 ：实时直播传输。
  • 特点 ：
    • HTTP-FLV ：通过 HTTP 传输 FLV 封装流，延迟低（1-3秒 ）。
    • WebSocket-FLV ：基于 WebSocket 穿透防火墙，兼容浏览器。
  • 典型场景 ：网页直播、跨平台推流。

2.5 GB28181​

  • 用途 ：中国安防行业标准协议，用于设备互联。
  • 特点 ：
    • 基于 SIP 协议 ，支持设备注册、视频拉取、云台控制。
    • 需配合 RTP/PS 流 传输数据。
  • 典型场景 ：智慧城市、公安监控系统。

2.6 WebRTC（Web Real-Time Communication）​

  • 用途 ：浏览器端实时音视频通信。
  • 特点 ：
    • 基于 UDP ，端到端直连，延迟极低（<500ms ）。
    • 支持 NAT 穿透 （STUN/TURN），内置编解码器（VP8/VP9/H.264）。
  • 典型场景 ：视频会议（Zoom）、在线教育、实时互动直播。

2.7 其他协议​

  • HTTP-TS/WebSocket-TS ：通过 HTTP/WebSocket 传输 TS 分片，兼容性较好。
  • fMP4（Fragmented MP4） ：分片 MP4 格式，支持浏览器 MSE 播放。
  • MP4 ：标准封装格式，用于点播存储。

3. 协议互转的意义​

3.1 核心需求​

  • 兼容性扩展 ：适配不同终端（如浏览器、移动端、安防设备）。
  • 延迟优化 ：将高延迟协议（HLS）转为低延迟协议（WebRTC）。
  • 网络穿透 ：通过 WebSocket-FLV 绕过防火墙对 RTMP 的限制。

3.2 典型互转场景​

输入协议输出协议场景
RTSPWebRTC将摄像头流转换为浏览器可播放的实时流
RTMPHLS直播内容适配苹果设备与高延迟点播需求
GB28181HLS/WebRTC安防监控对接互联网直播平台

4. 协议互转技术实现​

4.1 常用工具与框架​

  • SRS（Simple Realtime Server） ：

    • 支持 RTMP → HLS/HTTP-FLV/WebRTC 转码。

    • 提供 API 动态控制转码参数。

  • ZLMediaKit ：

    • 轻量级流媒体服务器，支持 GB28181、RTSP、WebRTC 互转。

  • FFmpeg ：

    • 命令行工具或 SDK 实现协议转换（如 ffmpeg -i rtmp://... -f flv http://...）。

4.2 技术挑战​

  • 封装格式适配 ：需处理不同协议的音视频封装（如 FLV → TS）。
  • 时间戳同步 ：确保转码后音视频同步。
  • 性能优化 ：降低转码延迟与服务器负载。

5. 协议选择指南​

场景推荐协议原因
安防监控RTSP/GB28181兼容设备，支持低延迟与控制指令
直播推流RTMP/HTTP-FLV平衡延迟与兼容性
浏览器实时互动WebRTC极低延迟，原生支持 P2P
移动端点播HLS/fMP4自适应码率，兼容 iOS/Android
跨平台直播WebSocket-FLV/WebSocket-TS穿透防火墙，支持浏览器与移动端

6. 总结​

多协议支持与互转能力是流媒体系统的核心竞争力：

  • 兼容性 ：覆盖从传统安防设备到现代浏览器的全场景需求。
  • 灵活性 ：根据网络环境动态选择最优传输方案。
  • 扩展性 ：通过协议转换桥接不同生态（如 GB28181 到 WebRTC）。

未来趋势将更注重 低延迟 （WebRTC 普及）与 自适应码率 （HLS/fMP4 优化），而协议互转技术将成为连接不同生态的桥梁。

二、GB28181​

1. 标准定义​

GB28181 （全称《公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》）是由中国公安部制定的 安防视频监控联网国家标准 ，旨在实现不同厂商、不同平台的视频监控设备与系统的 互联互通 ，广泛应用于城市安防、交通管理、应急指挥等领域。

2. 核心功能​

  1. 设备互联
    • 支持摄像头、NVR（网络视频录像机）、平台软件等设备的统一接入与管理。
    • 通过 SIP协议 （会话初始协议）实现设备注册、视频流请求、云台控制等信令交互。
  2. 媒体传输
    • 使用 RTP/RTCP协议 传输音视频流，支持 PS（MPEG-TS）封装格式 。
    • 兼容跨网络传输（如内网设备通过外网服务器拉流）。
  3. 跨平台兼容
    • 解决不同品牌设备（如海康、大华）的私有协议壁垒，实现统一接入与数据共享。

3. 典型应用场景​

场景具体应用来源
社会治安监控城市街道、广场、公园的摄像头接入公安平台，实现实时监控与应急指挥310。310
交通管理道路监控、电子警察、交通流量监测等设备联网，辅助交通调度与事故处理36。36
应急管理火灾、自然灾害等场景中，快速整合多部门监控资源，提升协同响应能力6。6
企业安防工厂、园区监控系统与公安平台对接，增强安全防范能力9。9

4. 技术特点​

  • 协议结构 ：
    • 信令层 ：基于 SIP 协议，负责设备注册、会话控制（如视频流请求）。
    • 媒体层 ：基于 RTP/RTCP 传输音视频数据，支持实时性和可靠性。
  • 网络穿透 ：支持 NAT 穿透 ，适配复杂网络环境（如内网设备外网访问）。
  • 安全性 ：通过 国密算法 或 TLS/DTLS 加密信令与媒体传输，保障数据安全。

5. 支持工具与实现​

  • 流媒体服务器：
    • SRS（Simple Realtime Server） ：5.0 版本正式支持 GB28181，可实现协议转换与流媒体分发。
    • EasyGBS ：专为 GB28181 设计的流媒体平台，支持跨平台接入与 WebRTC 转码。
  • 开源实现 ：通过 FFmpeg 或第三方 SDK（如 LiveWeb）实现协议对接。

6. 总结​

GB28181 是中国公共安全视频监控领域的 核心标准 ，通过统一协议规范解决了设备碎片化问题，广泛应用于城市安防、交通管理等场景。随着技术发展（如 SRS 5.0 的支持），其与 WebRTC、HLS 等协议的互转能力将进一步扩展互联网应用场景。

Q & A​

1.为什么浏览器统一都使用webRTC？​

在Web端观看国标设备（GB28181）的视频时选择WebRTC而非直接使用国标协议，主要涉及以下几个关键原因：

1. 协议设计目标与兼容性差异​

  • GB28181 ： 专为安防设备互联设计，基于 SIP协议 （会话初始协议）和 RTP/PS（MPEG-TS）封装 ，主要用于设备注册、视频流传输和录像存储。其核心场景是 设备间通信 （如摄像头与NVR），而非直接面向浏览器。
    • 问题 ：浏览器无法直接解析 RTP/PS流 ，需通过插件或中间件转码。
  • WebRTC ： 专为 浏览器端实时音视频通信 设计，支持 UDP传输 和 H.264/H.265裸流 ，通过 getUserMedia 和 RTCPeerConnection API 实现端到端直连，无需插件。

2. 浏览器技术限制​

  • GB28181的传输层协议 ： 依赖 TCP/UDP的RTP流 和 PS封装格式 ，但浏览器原生不支持直接播放这些格式。
    • 例如：HLS（HTTP-TS）需通过 <video> 标签支持，而PS流需转为TS或fMP4。
  • WebRTC的原生支持 ： 浏览器内置WebRTC API，可直接通过 RTCPeerConnection 接收 H.264/VP8/VP9编码 的裸流，无需额外插件或转码26。

3. 延迟与实时性需求​

  • GB28181的延迟 ： 通常用于录像存储或监控平台，延迟较高（秒级），且需通过中间服务器转发。
    • 例如：通过RTSP拉流后转码为HLS，延迟可能达10-30秒。
  • WebRTC的低延迟 ： 端到端直连，延迟可控制在 200-500ms ，适合实时互动场景（如视频会议、直播连麦）。

4. 协议转换的必要性​

  • 技术适配 ： 需将GB28181的 PS封装流 转为 WebRTC支持的裸流 ，例如：
    • 使用 ZLMediaKit 或 SRS 等流媒体服务器，将RTP/PS流转为WebRTC支持的格式。
    • 转换过程包括解封装、转码（如H.264）、重新封装为WebRTC的RTP包。
  • 网络穿透 ： WebRTC内置 STUN/TURN 机制，可穿透NAT和防火墙，而GB28181需依赖固定IP或复杂网络配置。

5. 为什么WebRTC更普及？​

  • 浏览器生态主导 ：WebRTC是W3C标准，被Chrome、Firefox等主流浏览器原生支持，开发者无需额外部署客户端。
  • 实时互动需求增长 ：直播连麦、在线会议等场景需要极低延迟，而传统协议（如HLS、RTMP）无法满足。

总结：转换的核心原因​

因素GB28181WebRTC
浏览器兼容性不支持原生播放，需转码原生支持，无需插件
延迟高（秒级）极低（<500ms）
传输协议RTP/PS（依赖中间服务器）UDP直连（P2P）
生态适配安防设备专用互联网主流协议，开发者友好

解决方案示例​

  1. 使用ZLMediaKit ：

    • 将GB28181设备的流接入ZLMediaKit，通过其内置转码功能转为WebRTC流。
    • 配置示例：
    # ZLMediaKit配置（部分）
    [rtsp]
    port=554
    [webrtc]
    port=8000

  2. 通过WebSocket信令 ：

    • Web端通过WebSocket与服务器交换SDP和ICE候选，建立WebRTC连接。

最终结论 ： GB28181与WebRTC的差异源于设计目标和生态定位。WebRTC因浏览器原生支持、低延迟和易用性，成为Web端实时视频的首选，而协议转换（如通过ZLMediaKit）是连接安防设备与互联网应用的必要桥梁。

2. 音视频协议现状梳理？​

目前我们对接了多种硬件设备，有**GB国标，也有meshT设备，也有android移动设备，这些设备的视频传输和信令传输都用了各不相同的协议，比如国标是GB28182，而浏览器是webRTC，这两种流就不兼容，因此，GB28181推流上去要转换成webRTC兼容的格式，这个时候就需要ZLMediaKit**。