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浅谈SIP协议在监控系统中的应用

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浅谈SIP协议在监控系统中的应用

作者：王浩

来源：《硅谷》2011年第05期

摘要： 现阶段的视频监控系统中，控制信令和媒体流并没有明显的区分，它们很多时候都会共用一个TCP通道或者HTTP通道，对于监控系统来说，在向着可控制、便于管理以及大规模方向的发展是非常不利的。而监控系统随着网络技术的发展而日益发达，SIP协议则以其高效、灵活的特点而受到越来越多的关注，也将会成为监控体系的主流，因此就来谈谈SIP协议在监控系统中的应用。

关键词： SIP；监控系统；设计；应用

中图分类号：TZ 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0310123－01

SIP的有效利用可能将分布式的网络通讯技术应用于更广泛的领域，为跨区联网、多级联网监控等业务而服务，从而实现一个便于管理、便于扩展、能伸缩、可重用的监控平台。该监控平台具备注册登记、目录数据的发送、实时视频监控、传递心跳信息以及获取历史资料图像、实现前端设备的控制和相关的信息查询等功能，相较之其它的监控系统，除了上述那些经典功能外，其于SIP协议的监控系统还能将不同类型的监控设备及系统进行互通、互联，将差异降至最低。

1 SIP协议

所谓的SIP协议是由互联网工程组在上个世纪九十年代提出的信令控制协议，它具有终端定位、会话参数协商、会话建立及撤销以及通讯请求等经典功能。与SMTP和HTTP一样，SIP也是基于UTF-8字符集的文本协议，所以程式开发人员在使用SIP做程序开发时，就可以直观的作信令调试，以缩短程序开发的时间。此外，SIP与SMTP和HTTP协议也比较接近，即SIP在通信的过程中，所采用是请求-应答的会话模式，且会话均是由客户端发出请求而服务器做应答的信号而组成。SIP还有一个不同于其它协议的显著特点，即它对于通讯双方的会话类型并不作定义，只是对管理会话的方式作出定义。可以采用SDP会话描述协议来实现会话类型。SIP的这个特点使得程式开发人员在建构多媒体系统的同时，可以将信令控制问题存在的繁琐、复杂的多媒体类型问题分离开来，降低了系统开发的难度系数。SIP协议对SIP代理（UA，即用户代理）、SIP注册服务器、SIP重定向服务器以及SIP代理服务器等四个部件作出定议，其中用户代理又分为两个用户终端部件，分别为UAC，即用户代理客户以及UAS，即用户代理服务器，另外的SIP注册服务器、SIP重定向服务器以及SIP代理服务器就作为用户代理客户以及用户代理服务器的沟通桥梁。各监控设备之间会话的建立以及控制命令龙源期刊网

的传输可以通过信令以及控制通道来实现，视音频数据通过视音频流通道的传输来实现，视音频流经过压缩编码后，采用流媒体协议RTP/RTCP进行传送。

2 基于SIP协议监控系统的设计与实现

为了更好的说明SIP协议在监控系统中的应用，下面我们以某工程为例加以说明。

1）信令服务器。SIP终端注册和连接的建立是通过信令服务器来实现的，其建立流程如下图所示：

该系统的嵌入式终端所采用的是Z228芯片所开发的，该芯片包括ARM926EJ CPU以及MPEG-4硬件编码器。监控管理平台以及嵌入式终端会先向SIP注册服务器进行注册，如果监控中心要与某路上的视频进行连接时，监控软件会通过SIP服务器，向着对应的嵌入终端发起INVITE的请求，该请求会包含会话描述协议，即SDP（Session Description Protocol），在嵌入式终端接受到该请求后，再返回180响铃消息，接下来嵌入式终端会返回一个2000K数据包，该数据包同样包括SDP结构，此时表示嵌入式终端同意接听，同时做媒体协商，最后嵌入式终端会接收到监控软件所发送的ACK确认包，通话建立即完成。如果要对某路视频进行断开连接的操作，嵌入式终端会接收到监控软件发送过来的BYE消息，此时嵌入式终端再返回2000K，此时连接即断开。

2）媒体服务器。媒体服务器最主要的功能就是转发媒体流数据以及点播和录相。一旦监控管理系统与嵌入式采集终端进行成功的连接，媒体服务器就会建立起映射关系，此时采集终端系统会采集到现场的实时图像，再将这些图像信息做编码打包，然后发送到媒体服务器，其再按照这个连接的映射关系向监控管理系统转发IP视频包。此时监控管理系统会利用相同的方式发送其它各种控制命令到嵌入式采集系统。此外，媒体服务器还有另外一个重要的作用，即对视频流的点播及储存。媒体服务器能把通过的视频数据保存至系统硬盘，此时用户就可以对视频信息按照需求做检索以及回放。如果监控系统规模较大，此时一个媒体服务器已经无法满足系统的整体要求，那么可以对其进行扩展，进行协作并发执行。

3）监控服务器。如果摄像机收到了其它的异常信号，比如高温信号等，此时该信号就会通过监控软件平台传送到报警联动装置，该装置会通过诸如手机短信、电子邮件或其它及时通讯工具向监控管理人员发送相应的报警信号，或者按照系统设置做自行处理，比如火灾的自动断电等。

4）监控管理平台。监控管理平台的功能就是对远程视频进行连接和控制，再对视频流进行接收以及解码和回放等。该管理平台由SIP模组、RTP模组、XVID模组以及远程控制模组等部分组成，这些模组可以对应的实现建立网络视频连接、接收视频流、解码播放以及实行远程的控制等。各个监控平台都能实现同步监控的多路视频，从而对视频数据信息进行录像及拍照，实现对云台以及摄像头的远程控制。还可以实现指定区域的实时监控报警。此外，监控管理平台另外一个重要的功能就是对比图像数据的近似性，该功能是采用图像处理处法对经过一龙源期刊网

段时间间隔的图像信息进行对比，从而识别出该区域是否发生了异常情况，进而实现自动报警、跟踪以及抓拍的功能。

总之，随着SIP技相的日益成熟，该协议将会成为监控系统中的主流信令控制协议，因此前景十分看好。

参考文献：

[1]钱龙华、吕强、季文等，基于ISP的嵌入式视频监控系统[J].计算机应用，2007（27）.

[2]魏涛、柴晓东、王华彬等，基于Z228嵌入式最小系统设计[J].电视技术，2007（31）.

[3]蒋建国、苏兆品、李援等，RTP/RTCP自适应流量控制算法[J].电子学报，2009（34）.

[4]刘少耿，嵌入式流媒体系统的研究与实现[D].太原：太原理工大学，2008.

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sip,协议讲解

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sip,协议讲解

篇一：sip协议格式详解

1.sip

1.1.1.sip格式

每条sip消息由以下三部分组成：（1）起始行（startline）：每个sip消息由起始行开始。起始行传达消息类型（在请求中是方法类型，在响应中是响应代码）与协议版本。起始行可以是一请求行（请求）或状态行（响应）。

（2）sip头：用来传递消息属性和修改消息意义。它们在语法和语义上与http头域相同（实际上有些头就是借自http），并且总是保持格式：:。

（3）消息体：用于描述被初始的会话（例如，在多媒体会话中包括音频和视频编码类型，采样率等）。消息体能够显示在请求与响应中。sip清晰区别了在sip起始行和头中传递的信令信息与在sip范围之外的会话描述信息。可能的体类型就包括本文将要描述的sdp会话描述协议。

2 20 1.1.2.消息头

“where”列描述了在头域中能够使用的请求和应答的类型。这列的值是：

R:头域只能在请求中出现；r:头域只能在应答中出现；

2xx，4xx，等等：一个数字的值区间表示头域能够使用的应答代码。c：头域是从请求拷贝到应答的。

如果”where”栏目是空白，表示头域可以在所有的请求和应答中出现。

“proxy”列描述了proxy在头域上的操作

a：如果头域不存在，proxy可以增加或者连接头域m：proxy可以修改现存的头域值d：proxy可以删除头域值

r：proxy必须能读取这个头域，因此这个头域不能加密。

接下来6个栏目与在某一个方法中出现的头域有关：

c：条件；对头域的要求依赖于消息的内容m：头域是强制要有的。

m*：头域应当被发送，但是客户端/服务端都需要准备接收没有这个头域的消息。o：头域是可选的。

t：头域应当被发送，但是客户端/服务端都需要准备接收没有这个头域的消息。客户端/服务端都需要准备接收没有这个头域的消息。如果通讯的协议是基于面向流的协议（比如tcp），那么头域值必须被发送。

SIP协议相关资料

SIP协议相关资料

Osip2是一个开放源代码的sip协议栈，是开源代码中不多使用C语言写的协议栈之一，它具有短小简洁的特点，专注于sip底层解析使得它的效率比较高。

eXosip是Osip2的一个扩展协议集，它部分封装了Osip2协议栈，使得它更容易被使用。

一、介绍

Osip2是一个开放源代码的sip协议栈，是开源代码中不多使用C语言写的协议栈之一，它具有短小简洁的特点，专注于sip底层解析使得它的效率比较高。但缺点也很明显，首先就是可用性差，没有很好的api封装，使得上层应用在调用协议栈时很破碎；其次，只做到了transaction层次的协议过程解析，缺少call、session、dialog等过程的解析，这也增加了使用的难度；再次，缺少线程并发处理的机制，使得它的处理能力有限。

eXosip是Osip2的一个扩展协议集，它部分封装了Osip2协议栈，使得它更容易被使用。eXosip增加了call、dialog、registration、subscription等过程的解析，使得实用性更强。但是eXosip局限于UA的实现，使得它用于registrar、sip server等应用时极其不容易。另外，它并没有增加线程并发处理的机制。而且只实现了音频支持，缺少对视频和其它数据格式的支持。

综合来说，Osip2加上eXosip协议栈仍然是个实现Sip协议不错的选择。当然需要根据不同的需求来增加更多的内容。

二、Osip2协议栈的组成

Osip2协议栈大致可以分为三部分：sip协议的语法分析、sip协议的过程分析和协议栈框架。

1、Sip协议的语法分析：

主要是osipparser2部分，目前支持RFC3261和RFC3265定义的sip协议消息，包括INVITE、ACK、OPTIONS、CANCEL、BYE、SUBSCRIBE、NOTIFY、MESSAGE、REFER和INFO。不支持RFC3262定义的PRACK。

实时视频中SIP与RTSP的应用

实时视频中SIP与RTSP的应用

一　Ｗ　队ＮＤ　【本文献信息】张功国，陈莹星．实时视频中ＳＩＰ与ＲＴＳＰ的应用［Ｊ］．电视技术，２０１３，３７（９）　实时视频中ＳＩＰ与ＲＴＳＰ的应用　张功国　一，陈莹星　（１．重庆邮电大学，重庆４０００６５；２．重庆信科设计有限公司，重庆４０１１２１）　啊橱按黛　ｉ　Ｐ　ｏ匹　ｉ　ｆ　Ｐ　ｒｉ　【摘要】随着网络技术发展，流媒体技术很好地解决了长时间下载后才能播放视频流的问题。首先，通过分析比较ＳＩＰ与　ＲＴＳＰ的异同点，总结ＳＩＰ与ＲＴＳＰ各自的优势。其次重点分析利用ＳＩＰ完成实时视频的会话请求建立过程，并通过ＲＴＳＰ协议对　实时流进行控制，来完成实时视频请求的过程。最后，论述客户端与服务器端如何协同完成实时视频的播放过程。ＳＩＰ和ＲＴＳＰ　的结合使用在视频监控系统是有效且实用的。　【关键词】ＳＩＰ；ＲＴＳＰ；流媒体　【中图分类号】ＴＮ９１９．８　【文献标志码】Ａ　‘　Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＳＩＰ　ａｎｄ　ＲＴｓＰ　ｉｎ　Ｒｅａｌｔｉｍｅ　Ｖｉｄｅｏ　ＺＨＡＮＧ　Ｇｏｎｇｇｕｏ　．ＣＨＥＮ　Ｙｉｎｇｘｉｎｇ　（，．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＰｏｓｔｓ　ａｎｄ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００６５，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０１１２１，Ｃｈｉｎａ）　【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ　ｓｔｒｅａｍｉｎｇ　ｍｅｄｉａ　ｒｅｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｆｉｌｅｓ　ｌｏｎｇ　ｄｏｗｎｌｏａｄ　ｔｉｍｅ　ｔｏ　ｐｌａｙ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ＳＩＰ　ｔｏ　ＲＴＳＰ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｈｅｓｉｓ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ　ｔｈｅｉｒ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｒｅａｌ　ｖｉｄｅｏ，ｍｅｄｉａ　ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｍｐｏｒｔａｎｌ　ａｇｒｅｅｍｅｎｔｓ　ＳＩＰ　ａｇｒｅｅｍｅｎｔ　ｉｓ　ｃａｒｅｆｕｌｌｙ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｒｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ＲＴＳＰ　ａｇｒｅｅｍｅｎｔ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｂｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｅｄｉａ．Ａｔ　ｌａｓｔ，ｔｈｅ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｌｉｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｖｉｄｅｏ　ｓｅｒｖｅｒ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＳＩＰ　ａｎｄ　ＲＴＳＰ　ａｒｅ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｖｉｄｅｏ　ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｃａ１．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】ＳＩＰ；ＲＴＳＰ；ｓｔｒｅａｍｉｎｇ　ｍｅｄｉａ　随着Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｅｔ益发展，网络的传输数据不仅限制于　文字与图形，语音与视频也成为了主流，在现有的网络资　源下，带宽的限制影响了多媒体的传输质量。实现传统的　下载播放也较为困难，而流媒体技术的产生很好地解决了　这个问题。　流媒体技术¨　是指将语音、视频形成一种稳定、连续　的传输流或回放流，能够支持视频流的实时传输与实时播　放功能，在用户发出视频请求时，在流媒体的服务器端会　将连续且稳定的数据流发往客户端，一旦客户端接收到数　据，不需等到数据下载完毕后才能进行播放，而是实时地　进行数据流的稳定播放。　在无线视频监控系统中为满足用户能实时控制流媒　体的播放，实现点播用于远程控制流媒体如暂停、快进、快　退等。在本方案中采用ＳＩＰ协议来控制会话，ＲＴＳＰ协议　来控制实时流的ＶＣＲ功能。　１　ＳＩＰ与ＲＴＳＰ的异同点　ＳＩＰ协议　与ＲＴＳＰ协议　的共同点在于它们都是应　用层的用来建立、终止流媒体会话的双向交互的信令控制　基金项目：科技型中小企业技术创新基金项目（１１Ｃ２６２１５１１３６０１）　１１６《电视技术》第３７卷第９期（总第４１１期）ｌ投稿网址ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ＶｉｄｅｏＥ．ｃｎ　协议，利用文本协议进行编码，ＳＩＰ与ＲＴＳＰ的操作模式都　是通过客户端／服务器的请求／响应模式来完成信令的交　互过程。ＲＴＳＰ与ＳＩＰ均用ＳＤＰ来描述会话。　ＳＩＰ协议与ＲＴＳＰ协议的区别：ＳＩＰ主要采用三次握　手机制应用于传输层上，保证信令可靠稳定的交互过程，　ＳＩＰ独立于媒体，通过代理服务器、注册服务器、重定向服　务器的作用来完成信令的交互过程。ＳＩＰ优点是将建立　一个会话和描述一个会话相分离，具有良好的互操作性，　同时利用ＳＩＰ服务器来完成基于Ｒｅｑｕｅｓｔ－ＵＲＬ的ＳＩＰ请　求和基于报文头内容的ＳＩＰ应答寻找路由的服务。利用　这个优势使得ＳＩＰ成为端到端的协议，并且这样的协议良　好地体现了端到端的智能化，这是由于ＳＩＰ消息自身存在　用于路由的消息。由ＲｅａｌＮｅｔｗｏｒｋｓ和Ｎｅｔｓｃａｐｅ共同提出　的实时流协议ＲＴＳＰ　（ＲｅａｌＴｉｍｅＳｔｒｅａｍｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏ１），该协　议的主要作用是将一对多应用程序通过ＩＰ网络有效地传　送多媒体数据，ＲＴＳＰ＿４　主要架接在ＴＣＰ协议上的信令控　制传输层对称的有状态的协议。它允许客户端／服务器　端相互发送请求，同时保持用户的状态。而ＲＴＳＰ则侧重　于完成流媒体的控制如暂停、播放、快进、

SIP协议特点

SIP协议特点

SIP协议具有简单灵活、分布式控制以及安全性好等优点，适合作为报警与监控系统中的信令协议。 SIP提供了一种在异构网络上部署流媒体业务和视频会议业务时通用的信令控制协议，SIP通过向被叫终端发送请求表明意图，被叫终端根据请求进行操作，产生相应的响应表明请求的处理结果。 在开放的网络中传输呼叫信令和媒体流，安全性是一个至关重要的问题。在呼叫控制过程中，保证信息的机密性和完整性，防止信息欺骗、恶意攻击是报警与监控系统必须要面对的问题。SIP协议采用消息头域为视频通信系统提供安全机制，保证呼叫的正确建立；SIP可以采用HTTP摘要认证方式来验证SIP终端的有效性。 图9.2表示客户端和服务器端采用SIP协议传输实时视频流的过程。

客户端应答(SIP）

监控设备（服务器）传输视频流(RTP）

流量控制(RTCP）建立会话连接(SIP）

拆除会话连接(SIP）

应答(SIP） 图9.2 实时监控视频流的传输过程

客户端应答(SIP）

监控设备（服务器）控制信息传输(SIP）

应答信息(SIP）建立会话连接(SIP）

拆除会话连接(SIP）

应答(SIP） 图9.4 系统控制信息的传输流程 先说个故事：有一个想买房子的人，有一个想卖房子的人, 还有一个中介。想买房子的人把买房的意愿首先告诉中介，这个中介就负责将这个信息转到卖房子的人, 并将卖房人的信息反馈给买房人。 但若是一个北京人想买上海的房子，这时候北京的中介还要找到上海的中介。但不管怎样，整个交易就形成了。

SIP的消息流就如上面的交易链，下面说SIP的架构：

SIP网络主要由客户端和服务器两部分构成.

客户端(User Agent:UA)可以分成两种类型:

UAC(User Agent Client): 相当于那个买房人。

UAS(User Agent Server): 相当于那个卖房人。

UAC主要负责发起请求，UAS主要负责响应消息。

注意，这里的UAC和UAS只是概念上有区别，从物理上就是两台PC或者PDA等终端。