一种快速验证GB/T28181协议的方法及装置与流程

一种快速验证gb/t28181协议的方法及装置
技术领域
1.本发明涉及验证技术领域，尤其涉及一种快速验证gb/t28181协议的方法及快速验证gb/t28181协议的装置。


背景技术：

2.gb/t28181协议由中华人民共和国公安部提出，由全国安全防范报警系统标准化技术委员会(sac/tc100)归口，由公安部第一研究所、浙江公安科技研究所、北京中盾安全技术开发公司、浙江立元通信技术股份有限公司、浙江宇视科技有限公司、浙江大华技术股份有限公司、杭州海康威视数字技术股份有限公司、中国电子技术标准研究所起草，是国家规定的在公安领域内视频互联互通所使用的一套基于sip的协议。目前，gb/t28181已被广泛使用。
3.gb/t28181协议包含的内容较多，主要包含sip信令和rtp流媒体传输两部分内容，其中sip信令部分包括会话描述协议sdp(session description protocol)、监控报警联网系统控制描述协议manscdp(monitoring and alarming network system control description protocol)、监控报警联网系统实时流协议mansrtsp(monitoring and alarming network system real
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time streaming protocol)等，rtp流媒体传输的负载方式包括基于 ps封装的视音频数据或视音频基本流数据，媒体流的传输应采用ietf rfc 3550规定的 rtp协议，提供实时数据传输中的时间戳信息及各数据流的同步；应采用ietf rfc 3550规定的 rtcp协议，为按序传输数据包提供可靠保证，提供流量控制和拥塞控制。
4.目前wireshark等软件尚未支持gb/t28181协议的解析，由于gb/t28181信令协议较多，每修改一个会话协议，都要通过抓包软件或者手动比对来验证，过程比较繁琐；对于h.264、svac 和mpeg
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4视频解码以及g.711、g.723.1、g.729和svac音频编解码等流媒体协议的验证，需要人为比对协议的正确性，若出现花屏等现象时需要花大量的时间分析丢帧等情况；而且，测试报告需要人为编写，增加工作量。
5.目前在开发基于国标gb/t28181协议的音视频传输类产品时，由于gb/t28181协议比较复杂，需要一种快速验证gb/t28181协议的方法及装置，实现gb/t28181协议的快速验证。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的上述弊端，本发明提供了一种快速验证gb/t28181协议的方法及装置，可快速定位gb/t28181协议相应的错误内容与错误位置，并自动生成测试报告，从而提高gb/t28181协议的验证效率。
7.作为本发明的第一个方面，提供一种快速验证gb/t28181协议的方法，其中，包括：s110、接收待测gb/t28181设备发送的网络通信数据包；s120、对所述网络通信数据包进行过滤，得到gb/t28181数据包，其中，所述gb/t28181数据包包括sip会话信令控制数据包及rtp媒体传输数据包；
s130、对所述gb/t28181数据包的格式和内容进行验证，得到验证结果；s140、依据所述验证结果生成所述待测gb/t28181设备的测试报告；s150、显示所述待测gb/t28181设备的测试报告。
8.进一步地，在接收待测gb/t28181设备发送的网络通信数据包之前，还包括：对所述待测gb/t28181设备的参数进行配置，其中，所述待测gb/t28181设备的参数包括ip、端口、sip域以及sip id；对媒体信息进行配置，其中，所述媒体信息包括视频的分辨率、帧率、编码方式以及音频的采样率、采样精度、声道、编码方式。
9.进一步地，所述接收待测gb/t28181设备发送的网络通信数据包，还包括：对所述网络通信数据包进行存储。
10.进一步地，所述对所述gb/t28181数据包的格式和内容进行验证，得到验证结果，还包括：接收所述sip会话信令控制数据包，并对所述sip会话信令控制数据包的格式和内容进行分析，得到分析结果；若分析结果符合gb/t28181协议，则向所述待测gb/t28181设备回复对应的应答命令，且本条所述sip会话信令控制数据包分析结果为正确，否则分析结果为错误；接收所述rtp媒体传输数据包，并对所述rtp媒体传输数据包的格式和内容进行分析，得到解码后的音视频数据包；将解码后的音视频数据包拼接起来，并生成对应的音视频文件，以测试音视频传输的结果。
11.进一步地，所述sip会话信令控制数据包的类型包括：设备的注册和注销、心跳包、实时视频点播、设备控制、报警事件通知、网络设备信息查询、状态信息报送、设备视频文件检索、历史音视频的回放、音视频文件下载、订阅和通知、语音广播与语音对讲。
12.作为本发明的另一个方面，提供一种快速验证gb/t28181协议的装置，包括：网络数据抓包模块，用于接收待测gb/t28181设备发送的网络通信数据包，并对所述网络通信数据包进行过滤，得到gb/t28181数据包，其中，所述gb/t28181数据包包括sip会话信令控制数据包及rtp媒体传输数据包；验证模块，用于对所述gb/t28181数据包的格式和内容进行验证，得到验证结果；测试报告生成模块，用于依据所述验证结果生成所述待测gb/t28181设备的测试报告；显示模块，用于显示所述待测gb/t28181设备的测试报告；其中，所述待测gb/t28181设备通过有线或无线网络连接到所述快速验证gb/t28181协议的装置。
13.进一步地，还包括配置模块，所述配置模块用于对所述待测gb/t28181设备的参数进行配置，其中，所述待测gb/t28181设备的参数包括ip、端口、sip域以及sip id；以及用于对媒体信息进行配置，其中，所述媒体信息包括视频的分辨率、帧率、编码方式以及音频的采样率、采样精度、声道、编码方式。
14.进一步地，还包括存储模块，所述存储模块用于对所述网络通信数据包进行存储。
15.进一步地，还包括中心信令服务模块和流媒体服务模块，所述验证模块包括sip验证模块和rtp验证模块，其中，
中心信令服务模块，用于接收所述sip会话信令控制数据包，并将所述sip会话信令控制数据包发送至所述sip验证模块；sip验证模块，用于对所述sip会话信令控制数据包的格式和内容进行分析，得到分析结果；若分析结果符合gb/t28181协议，则通过所述中心信令服务模块向所述待测gb/t28181设备回复对应的应答命令，且本条所述sip会话信令控制数据包分析结果为正确，否则分析结果为错误；流媒体服务模块，用于接收所述rtp媒体传输数据包，并将所述rtp媒体传输数据包发送至所述rtp验证模块；rtp验证模块，用于对所述rtp媒体传输数据包的格式和内容进行分析，得到解码后的音视频数据包；将解码后的音视频数据包拼接起来，并生成对应的音视频文件，以测试音视频传输的结果。
16.进一步地，所述sip会话信令控制数据包的类型包括：设备的注册和注销、心跳包、实时视频点播、设备控制、报警事件通知、网络设备信息查询、状态信息报送、设备视频文件检索、历史音视频的回放、音视频文件下载、订阅和通知、语音广播与语音对讲。
17.本发明提供的快速验证gb/t28181协议的方法，能够应用于支持gb/t28181协议的设备快速验证，通过软件自动分析设备的gb/t28181协议，实现可快速定位gb/t28181协议相应的错误内容与错误位置，并自动生成测试报告，加速gb/t28181协议调试与验证效率，减少人工比对协议等繁琐工作，从而提高gb/t28181协议的验证效率。
附图说明
18.附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
19.图1为本发明提供的快速验证gb/t28181协议的方法的流程图。
20.图2为本发明提供的快速验证gb/t28181协议的方法的具体实施方式流程图。
21.图3为本发明提供的sip验证模块的工作流程图。
22.图4为本发明提供的rtp验证模块的工作流程图。
23.图5为本发明提供的快速验证gb/t28181协议的装置的结构框图。
具体实施方式
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
25.为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
26.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的
过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
27.作为本发明的一种实施例，提供一种快速验证gb/t28181协议的方法，如图1所示，包括：s110、接收待测gb/t28181设备发送的网络通信数据包；s120、对所述网络通信数据包进行过滤，得到gb/t28181数据包，其中，所述gb/t28181数据包包括sip会话信令控制数据包及rtp媒体传输数据包；s130、对所述gb/t28181数据包的格式和内容进行验证，得到验证结果；s140、依据所述验证结果生成所述待测gb/t28181设备的测试报告；s150、显示所述待测gb/t28181设备的测试报告。
28.具体地，在接收待测gb/t28181设备发送的网络通信数据包之前，还包括：对所述待测gb/t28181设备的参数进行配置，其中，所述待测gb/t28181设备的参数包括ip、端口、sip域以及sip id；对媒体信息进行配置，其中，所述媒体信息包括视频的分辨率、帧率、编码方式以及音频的采样率、采样精度、声道、编码方式。
29.具体地，所述接收待测gb/t28181设备发送的网络通信数据包，还包括：对所述网络通信数据包进行存储。
30.具体地，所述对所述gb/t28181数据包的格式和内容进行验证，得到验证结果，还包括：接收所述sip会话信令控制数据包，并对所述sip会话信令控制数据包的格式和内容进行分析，得到分析结果；若分析结果符合gb/t28181协议，则向所述待测gb/t28181设备回复对应的应答命令，且本条所述sip会话信令控制数据包分析结果为正确，否则分析结果为错误；接收所述rtp媒体传输数据包，并对所述rtp媒体传输数据包的格式和内容进行分析，得到解码后的音视频数据包；将解码后的音视频数据包拼接起来，并生成对应的音视频文件，以测试音视频传输的结果。
31.具体地，所述sip会话信令控制数据包的类型包括：设备的注册和注销、心跳包、实时视频点播、设备控制、报警事件通知、网络设备信息查询、状态信息报送、设备视频文件检索、历史音视频的回放、音视频文件下载、订阅和通知、语音广播与语音对讲。
32.本发明提供的快速验证gb/t28181协议的方法，不仅节省了gb/t28181协议的验证时间，而且还增加了验证结果的准确度，还可以自动输出验证报告。
33.如图2所示，本发明提供的快速验证gb/t28181协议的方法的具体过程如下：（1）初始化所述快速验证gb/t28181协议的装置，包括待测gb/t28181设备信息的配置和媒体信息的配置，设备信息配置包括设备的ip、端口、sip域及sip id，媒体信息配置包括视频的分辨率、帧率、编码方式及音频的采样率、采样精度、声道、编码方式；（2）接收待测gb/t28181设备发送的网络通信数据包，并对所述网络通信数据包进行过滤，得到gb/t28181数据包；（3）对于sip会话信令控制数据包，分为注册和注销、实时音视频点播、设备控制、报警通知和分发、设备查询请求命令、状态信息报送、设备视频文件检索、历史视音频的回
放、视音频文件下载、订阅和通知、语音广播和语音对讲；对收到的数据分别进行分析，若分析结果符合gb/t28181协议，则回复对应的应答命令，且本条数据包分析结果为正确，否则分析结果为错误；具体验证流程如图3所示；（4）通过分析rtp媒体传输数据包，根据每一个rtp媒体传输数据包的包头结构中的sn（sequence number），可以分析得出网络传输的丢包率；（5）对于rtp媒体传输数据包，根据gb/t28181协议规定，媒体压缩编解码中，视频编解码采用h.264或mpeg
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4，应优先采用svac；音频编解码推荐采用g.711、g.723.1、g.729或svac；如图4所示，首先区分rtp媒体传输数据包的类型是视频数据包还是音频数据包，然后分析其编码方式，不同的编码使用对应的方式解码；对于视频数据包，将解码后的数据包拼接起来，并生成mp4视频文件，以测试视频传输的结果；对于音频数据包，将解码后的数据包拼接起来，并生成pcm文件，以测试音频传输的结果；（6）根据以上分析生成测试报告，并将分析得出的测试结果显示在应用窗口。
34.具体地，如图3所示，sip验证模块的工作流程图如下：（1）注册和注销：测试工具（快速验证gb/t28181协议的装置）收到待测gb/t28181设备发来的不带鉴权的register（expires=0为注销）请求后，分析数据包内容，若正确则发送响应401 unauthorized，并在响应的消息头www_authenticate字段中给出适合sip代理的认证体制和参数；测试工具收到gb/t28181设备发来的带鉴权的register请求后，分析数据包内容并进行身份验证，若分析结果正确且身份合法则发送响应200 ok，若身份不合法则发送拒绝服务应答；（2）实时音视频点播：测试工具（快速验证gb/t28181协议的装置）向待测gb/t28181设备发送invite请求后，等待待测gb/t28181设备回复携带sdp消息体的200 ok响应，分析sdp数据包且结果正确后，后向设备发送携带sdp消息体的ack，等待待测gb/t28181设备发来实时媒体流；测试工具向待测gb/t28181设备发送bye消息后，待测gb/t28181设备响应200 ok并停止发送实时媒体流；（3）设备控制：对于无应答设备控制，测试工具向待测gb/t28181设备发送带设备控制命令的message方法，然后等待接收200 ok响应；对于有应答设备控制，测试工具向待测gb/t28181设备发送带设备控制命令的message方法后，等待接收200 ok响应和带设备控制响应命令的message方法，在分析数据包且结果正确后，向设备发送200 ok响应；（4）报警事件通知和分发：报警事件产生后，待测gb/t28181设备向测试工具发送带报警通知命令的message方法，测试工具收到后，分析数据包且结果正确后回复200 ok响应和带报警通知响应命令的message方法，然后等待接收200 ok响应；（5）网络设备信息查询：测试工具向待测gb/t28181设备发送带设备查询命令的message方法后，等待接收200 ok响应和带设备查询响应命令的message方法，收到后分析数据包，若分析结果正确向待测gb/t28181设备发送200 ok响应；网络设备信息查询命令包括设备目录查询、设备信息查询、设备状态查询、设备配置查询和设备预置位查询；（6）状态信息报送：当待测gb/t28181设备发生异常时向测试工具发送带有状态信息的message消息，测试工具收到后，分析数据包，若分析结果正确则回复200 ok；当gb/t28181设备无异常时，则定时向测试工具发送状态信息（心跳），测试工具收到心跳包并分析数据包结果为正确后回复200 ok；测试工具连续三次未接收到设备的状态信息报送则认
为设备离线；（7）设备视音频文件检索：测试工具向待测gb/t28181设备发送带视音频文件检索命令的message方法后，等待接收200 ok响应和带文件目录的message方法，分析数据包且结果正确后向设备发送200 ok响应；（8）历史视音频的回放：测试工具向待测gb/t28181设备发送invite请求后，等待设备回复携带sdp消息体的200 ok响应，分析sdp消息并得到正确结果后向设备发送携带sdp消息体的ack，等待gb/t28181设备发来历史媒体流；测试工具向待测gb/t28181设备发送bye消息后，设备响应200 ok并停止发送历史媒体流；（9）视音频文件下载：测试工具向待测gb/t28181设备发送invite请求后，等待设备回复携带sdp消息体的200 ok响应，然后向设备发送携带sdp消息体的ack，等待待测gb/t28181设备发来历史媒体流；历史媒体流发送结束后，设备向测试工具发送带有文件发送完成消息的message消息，测试工具收到并分析得到正确结果后，回复200 ok响应，然后再发送bye消息并等待接收200 ok响应；（10）订阅和通知：对于事件订阅，测试工具向待测gb/t28181设备发送subscribe消息，等待200 ok响应，对于事件通知，测试工具收到待测gb/t28181设备发送的notify消息后，对数据包进行分析，得到正确结果后回复200 ok响应；（11）语音广播和语音对讲：测试工具向待测gb/t28181设备发送invite请求后，等待设备回复携带sdp消息体的200 ok响应，分析sdp消息并得到正确结果后向设备发送携带sdp消息体的ack，等待待测gb/t28181设备发来实时音频流；测试工具向gb/t28181设备发送bye消息后，设备响应200 ok并停止发送实时音频流。
35.作为本发明的另一实施例，提供了一种快速验证gb/t28181协议的装置，如图5所示，包括：网络数据抓包模块，用于接收待测gb/t28181设备发送的网络通信数据包，并对所述网络通信数据包进行过滤，得到gb/t28181数据包，其中，所述gb/t28181数据包包括sip会话信令控制数据包及rtp媒体传输数据包；验证模块，用于对所述gb/t28181数据包的格式和内容进行验证，得到验证结果；测试报告生成模块，用于依据所述验证结果生成所述待测gb/t28181设备的测试报告；显示模块，用于显示所述待测gb/t28181设备的测试报告；其中，所述待测gb/t28181设备通过有线或无线网络连接到所述快速验证gb/t28181协议的装置。
36.需要说明的是，gb/t28181设备是指根据gb/t28181协议实现联网监控数据封装和传输协议的、具有音视频采集或播放功能的设备。本测试工具（快速验证gb/t28181协议的装置）的主要功能是对gb/t28181设备进行测试，以验证其在实现gb/t28181协议时各种会话信令及传输媒体数据是否符合要求，并对测试的结果进行分析，自动生成分析报告。
37.具体地，还包括配置模块，所述配置模块用于对所述待测gb/t28181设备的参数进行配置，其中，所述待测gb/t28181设备的参数包括ip、端口、sip域以及sip id；以及用于对媒体信息进行配置，其中，所述媒体信息包括视频的分辨率、帧率、编码方式以及音频的采样率、采样精度、声道、编码方式。
38.具体地，还包括存储模块，所述存储模块用于对所述网络通信数据包进行存储。
39.具体地，还包括中心信令服务模块和流媒体服务模块，所述验证模块包括sip验证模块和rtp验证模块，其中，中心信令服务模块，用于接收所述sip会话信令控制数据包，并将所述sip会话信令控制数据包发送至所述sip验证模块；sip验证模块，用于对所述sip会话信令控制数据包的格式和内容进行分析，得到分析结果；若分析结果符合gb/t28181协议，则通过所述中心信令服务模块向所述待测gb/t28181设备回复对应的应答命令，且本条所述sip会话信令控制数据包分析结果为正确，否则分析结果为错误；流媒体服务模块，用于接收所述rtp媒体传输数据包，并将所述rtp媒体传输数据包发送至所述rtp验证模块；rtp验证模块，用于对所述rtp媒体传输数据包的格式和内容进行分析，得到解码后的音视频数据包；将解码后的音视频数据包拼接起来，并生成对应的音视频文件，以测试音视频传输的结果。
40.需要说明的是，中心信令服务模块和流媒体服务模块分别与待测gb/t28181设备的信令部分和流媒体部分进行交互。
41.测试工具在测试时充当gb/t28181服务器，在收到待测gb/t28181设备发来的会话信令数据包和媒体传输数据包时，先验证其格式、内容是否正确，分析其网络延时和丢包率，然后根据gb/t28181协议对正确的数据包做出响应，以使gb/t28181设备端能正常运行。
42.具体地，所述sip会话信令控制数据包的类型包括：设备的注册和注销、心跳包、实时视频点播、设备控制、报警事件通知、网络设备信息查询、状态信息报送、设备视频文件检索、历史音视频的回放、音视频文件下载、订阅和通知、语音广播与语音对讲。
43.具体地，在本发明实施例中，验证模块用于对待测gb28181设备与中心信令服务模块和流媒体服务模块的通信过程实时分析。
44.具体地，在本发明实施例中，网络数据抓包模块：集成第三方网络库winpcap，抓取待测gb28181设备与测试工具通信的所有网络数据包；同时实时保存流媒体通信过程中产生的视音频文件。
45.具体地，在本发明实施例中，存储模块：主要负责对将所有抓取的网络包保存格式为pcap的文件，利于使用wireshark对整个验证通信过程进行追溯。同时也将验证模块解析的数据进行存储。
46.具体地，在本发明实施例中，测试报告生成模块：将测试项生成excel文件格式，利于对测试结果进行追溯。
47.具体地，在本发明实施例中，显示模块：分为音频的采集与播放、视频的播放和验证结果显示。音频的采集与播放通过波形图与频谱图进行显示，通过喇叭进行播放。视频的播放主要是将流媒体服务模块解析的视频文件进行播放。验证结果显示负责将生成sip协议和rtp协议分析的结果在窗口显示出来。
48.综上，本发明提供的快速验证gb/t28181协议的方法及装置，能够应用于支持gb/t28181协议的设备快速验证，通过软件自动分析设备的gb/t28181协议，实现可快速定位gb/t28181协议相应的错误内容与错误位置，并自动生成测试报告，加速gb/t28181协议调
试与验证效率，减少人工比对协议等繁琐工作，从而提高gb/t28181协议的验证效率。
49.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。