监控网关的设计思路

监控网关的设计思路

监控网关

在voip系统中，信令都是基于sip协议的，在接入摄像头时一般就需要一个网关，用于sip协议到rtsp协议的转换及媒体流的转发。监控网关将摄像头虚拟成sip终端，注册到sip服务器上，可供voip系统内部的sip终端直接点播视频。

点播时序图

以下是核心流程点播的简单时序图，主要用于说明监控网关所扮演的一个角色。

监控网关的几点需求

1. 通过配置将摄像头rtsp url与一个sip账号进行映射
2. 将一个摄像头虚拟成一个sip终端，向sip server注册并维持在线状态
3. 支持点播(拉流模式)，支持媒体协商
4. 支持媒体流心跳消息，对sip端来说是update消息，对rtsp端来说是SET_PARAMETER消息
5. 支持媒体流复用，即对同一个摄像头有多次点播时，几次点播间的媒体流是复用的，不再另行拉流

实现的几个要点

1. 性能关键点
   
   监控网关的主要业务是sip，rtsp消息的收发解析及rtp流的转发，所以其为一个IO密集型(socket的读写也属于IO)服务器，IO模块的设计正是网关性能的关键。网关涉及到的sip协议，rtsp协议，rtp协议其实只是信令解析和状态管理的不同，其IO模块共用一套，IO模块同时支持udp和tcp。
2. 信令实现
   
   网关需要实现的sip协议只是一个子集。需实现register，option，invite，update，bye，info。其中register，option消息是用于维护与sip server的在线状态。invite用于实现点播，update用于支持媒体流心跳，info用于支持关键帧的请求，message用于支持业务扩展。
3. 媒体协商
   
   对网关而言，其只是去拉流，媒体协商是以摄像头支持的能力为准，如果sip终端的invite消息中带的媒体能力不包括摄像头的媒体能力则为协商失败。

综上所述，网关分为网络层(IO层)，sip协议模块，rtsp协议模块，媒体转发模块。网络层根据IP和Port将收到的消息分发至对应的协议解析模块，媒体专访直接在网络层做，收到的媒体流直接转发至对应的目的端口。

我见过的一种网关的实现，其只是简单的将开源的sip协议栈及rtsp协议栈进行集成，将网关上的一个虚拟的sip终端抽象为包含这两种协议栈的一个对象，再为每个协议栈去开一个线程，发别处理对应的消息。这种实现实现起来很简单，但是问题也很大，首先每个协议栈间IO模块自成体系，各玩各的一套，这样在IO性能上很难将效率发挥到最大，再者由于其是集成的整个协议栈，庞大而复杂难以维护。

以上。