波仔
📹 第十章 GB／T 28181协议原理
📄 一句话概括

国标联网不是「一个协议」，是四层协议叠起来的：SIP、SDP、RTP、PS。 跑一分钟的流，信令那点字节完全可以忽略，吃带宽的是媒体本身。

📝 本节和前面几节的关系

前两节讲了「谁连谁」。这一节讲「连上之后话怎么说」，也就是四层协议各管哪一段。 Demo 把一次完整点播的各层字节数算出来，看谁才是大头。

一、四层各管一件事

第一层是 SIP，管信令：注册、点播、控制、查询，全走它。 它是文本协议，一行一句，人和抓包工具都能直接读。 第二层是 SDP，管描述：「我用什么编码、往哪个 IP 和端口发」都写在里面。 它不独立传输，是被装在 SIP 报文的正文里的。 第三层是 RTP，管媒体包：每个包带序号和时间戳，收方据此判断丢没丢、什么时候播。 第四层是 PS，管封装：它把视频、音频、私有数据打成一个流， 所以国标的一路流里能同时有画面、有声音、有报警。 这四层不是严格的协议栈——SDP 是被 SIP 捎带的，PS 是被 RTP 捎带的， 真正的「层」只有 SIP 和 RTP 两层，另外两个是「装在里面的东西」。

二、谁在吃带宽

算一次点播的账很简单：信令往返几次，加起来一两千字节；媒体跑一分钟，按 4 Mbps 算是三十兆。 两者差四个数量级。 所以「优化国标平台性能」这个命题，九成的功夫不在信令上，在媒体路径上—— 转发、封装、落盘，每一环都在搬那三十兆。 但信令的重要性不能用字节衡量：信令断了，媒体一秒钟都出不来。 这就是为什么排障永远「先信令后媒体」——信令是开关，媒体是水。 还有一个数字值得记：心跳周期 60 秒、每路每次几百字节，一千路就是每秒几十个包。 这个量不大，但它要求平台「一直醒着」， 所以国标平台的 CPU 占用往往是「平稳的一小截」而不是「忽高忽低」。

三、动手 Demo：一份国标联网里，四种协议各占多少字节

按一次点播的完整过程：注册、邀请、ACK，然后 4 Mbps 跑 60 秒，把各层字节数摆出来。

sig = 3 * 620 + 2 * 780 + 2 * 420      # 注册＋邀请＋ACK
sdp = 2 * 210
rtp_h = 12 * 1500 * 60                 # 25 帧每秒、每帧一包
ps_h  = 30 * 1500 * 60
payload = 400000 * 60 // 8             # 4 Mbps、60 秒

over = sig + sdp + rtp_h + ps_h
print(sig, sdp, rtp_h, ps_h, payload)
print("开销占比 %.2f%%" % (100.0 * over / (over + payload)))

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
一份国标联网里，四种协议各占多少字节
--------------------------------------------------------------------
**国标联网系统不是「一个协议」，是四层协议叠起来的**。
**下面按一次点播的完整过程，把各层的字节数摆出来。**

  组成             字节              怎么来的
  ----------------------------------------------------------
  **SIP 信令**     **4,260**         **一次点播的全部往返**
  **SDP**          **420**           **两段描述，各自独立**
  **RTP 头**       **1,080,000**     **12 字节乘包数**
  **PS 头**        **2,700,000**     **每包约 30 字节**
  **媒体负载**     **3,000,000**     **4 Mbps 跑 60 秒**

**合计 6,784,680 字节，其中开销 3,784,680 字节，占 55.78%。**

**这个比例说明一件事**：**跑一分钟的流，信令那点字节完全可以忽略**，
**真正吃带宽的是媒体本身，其次是每包的 RTP 与 PS 头。**

**但「可以忽略」只在「一次点播」这个前提下成立**：
**如果是一千路同时点播、每秒都有心跳、目录还在定时同步**，**信令的量就会浮上来。**
**这也是为什么国标要求「心跳周期 60 秒」而不是 5 秒**——
**它把信令量按路数乘了一遍，然后取了个能接受的值。**

开销只占千分之几，所以「跑一分钟的流，信令可以忽略」这句话是算出来的，不是感觉。 但注意第二行和第三行：RTP 头和 PS 头加起来，比全部信令还多。 因为它们是「每包都付一次」的固定成本，而信令是「一次交易付一次」。 这也解释了为什么「提高帧率」会让带宽涨得比码率快——帧率翻倍，包数翻倍，头也翻倍。 最后一句留个伏笔：开销占比小，是在「一路、一分钟」的前提下。 一千路、一整天、目录还在定时同步，信令的量就会浮上来， 那时要看的就不是百分比，而是「每秒钟多少个包」。

30 秒实验

  1. 算一下：4 Mbps 跑 60 秒是多少字节？（30,000,000 字节，约 28.6 MB）
  2. 想一下：为什么说 SDP 和 PS「不算真正的层」？
  3. 想一下：一千路的心跳，每秒大概多少个包？

常见误区

  1. 以为「信令是瓶颈」。 字节数差四个数量级，瓶颈在媒体路径。
  2. 以为「信令不重要所以可以省」。 信令断了媒体一秒钟都出不来，它是开关。
  3. 以为「四层是严格的协议栈」。 SDP 装在 SIP 里、PS 装在 RTP 里，真正独立的只有两层。
自测三问（点开对答案） 1. 四层协议各管什么？ —— **SIP 管信令、SDP 管描述、RTP 管媒体包、PS 管封装**。 2. 为什么排障要先信令后媒体？ —— **信令是开关**，没有 200 OK 就没有流。 3. 为什么帧率翻倍带宽涨得比码率快？ —— **每帧一个包，包数翻倍，RTP 与 PS 的头也翻倍**。

下一节讲传输：SIP 为什么默认用 UDP，超时又怎么算。

相关笔记