基于動态IP的Internet視頻(pín)監控解決方案

作者:吳曉晖來源:杭州海康威視數字技術有限公司

 一(yī). 市場背景 
    伴随着計算機及網絡技術的飛速發展,尤其視頻(pín)編解碼技術的日益成熟、計算機處理能力的快速提高、以及寬帶的逐漸普及,基于Internet的視頻(pín)網絡實時應用在許多行業和政府部門被大(dà)範圍采用,尤其是銀行、廣電、石油、電力等行業,出現了許多成功案例。
    提到基于Internet的視頻(pín)網絡實時應用,我(wǒ)們可能更多地會想到可視電話(huà)及視頻(pín)會議系統、電視網絡實況轉播、遠程教育等。這些Internet視頻(pín)實時應用對軟硬件的性能要求很高,要求既達到較高的幀率,又(yòu)達到較低的碼率,所以需要足夠強大(dà)的處理能力(包括算法及芯片處理能力)。而要具備這種處理能力,往往需要昂貴的專用設備。
    對于安防所涉及的數字視頻(pín)網絡監控系統,由于行業特性所決定,數據采集點較多,需要相應配置大(dà)量的編碼設備,因此,與其他視頻(pín)網絡實時應用相比,價格成爲一(yī)個相對比較敏感的因素。
    以往的數字視頻(pín)網絡監控系統,基本上都是基于局域網或者專網。但是實際應用環境卻很難保證這樣的網絡條件,因此系統集成商(shāng)無法給用戶提供一(yī)個完整的解決方案。
    例如銀行的ATM機數字集中(zhōng)式監控系統,就可能需要提供基于Internet的解決方案:寬帶爲主,窄帶爲輔。
    首先ATM機原來預留的專網入口需要傳輸業務數據,考慮到ATM機24小(xiǎo)時在線的業務服務和24小(xiǎo)時視頻(pín)監控的要求,我(wǒ)們很難提供一(yī)種解決方式,在同一(yī)個專網上,既保證業務數據傳輸穩定,又(yòu)保證監控畫面流暢,因此,我(wǒ)們需要考慮從寬帶運營商(shāng)租用線路,通過寬帶傳輸視頻(pín)數據。而且,從運行模式和成本上考慮,很多ATM機并不需要随時傳輸視頻(pín)數據,往往隻在異常發生(shēng)的情況下(xià),主動要求監控中(zhōng)心切換監控點;或者在監控中(zhōng)心定時巡查各監控點的時候才需要在線。這種情況下(xià),就不需要爲ATM機常年租用線路,隻需要開(kāi)通ADSL、ISDN、甚至通過電話(huà)線連接的方式。
    近兩年,國内廠商(shāng)不斷推出高性能、高性價比的視音頻(pín)壓縮卡和網絡監控設備,使得基于Internet的數字視頻(pín)網絡監控系統成爲可能,如上述ATM機數字集中(zhōng)式監控系統。

二. 需求概述 
    但是作爲一(yī)個完善的解決方案,我(wǒ)們不得不考慮這樣一(yī)個問題:如何處理動态IP地址。
    無論是普通電話(huà)線撥号,還是ISDN、ADSL,隻要采用了動态IP接入方式,都會遇到這個問題。所謂動态IP接入方式是指用戶通過虛拟撥号技術動态獲得IP地址來開(kāi)展上網業務。每次用戶通過普通MODEM或者通過ISDN、ADSL撥号連接Internet時,ISP通常會分(fēn)配給用戶一(yī)個公共IP地址,這時候Internet上的其他用戶就可以通過這個IP地址訪問該計算機。但是,因爲這個IP地址是動态的,也就是說一(yī)旦斷線,下(xià)次再連接Internet的時候,ISP将會分(fēn)配另一(yī)個不同的公共IP地址。
    如果僅僅是編碼端(如ATM機)或者解碼端(如監控中(zhōng)心)的一(yī)方采用了動态IP接入方式,問題比較容易解決。在點對點通信的時候,隻要有一(yī)方能夠預先知(zhī)道IP地址,就能夠在雙方之間建立握手,并獲取對方的IP地址,進行通信。但是如果雙方都采用動态IP接入方式,就麻煩了。一(yī)個用戶撥号連接後,不知(zhī)道監控中(zhōng)心的IP地址,也就無法通知(zhī)對方自己的IP地址,後續操作根本無法進行。

三. 解決方案實現及比較 
    下(xià)面我(wǒ)們将介紹兩種解決方案。 
1> 申請動态域名。 
    目前有許多專業公司在Internet上提供了動态域名服務。所謂動态域名,就是把一(yī)個固定的Internet域名和動态地址IP實時對應起來。這樣,不管什麽時候上線,分(fēn)配的IP地址是多少,其他用戶總是可以通過Internet域名訪問相應的計算機。 
 

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動态域名方式結構圖

    如圖一(yī)所示,隻要選擇一(yī)家動态域名服務提供商(shāng),在該公司網站進行一(yī)次注冊,就可以免費(fèi)得到一(yī)個固定的Internet域名(每台使用動态域名服務的計算機都需要一(yī)個獨立的域名)。下(xià)載并安裝該公司提供的相應軟件,完成軟件配置。以後隻要計算機在線,動态域名就會自動生(shēng)效。
    原來基于固定IP地址的數字視頻(pín)網絡監控系統,幾乎可以直接使用這種模式。當然,原來如果是預先配置遠程監控點IP地址的,現在需要改變成預先配置遠程監控點的Internet域名。編寫程序的時候隻需要調用相應API函數,就可以獲得Internet域名對應的IP地址。
    申請動态域名的方式具有以下(xià)優點:1. 軟件開(kāi)發簡單,幾乎不需要修改代碼;2. 性能比較穩定,專業公司提供的動态域名服務24小(xiǎo)時在線,無論是IP地址解析模塊軟件的穩定性還是服務器的穩定性都是比較高的;3. 如果系統的規模較小(xiǎo),那麽費(fèi)用比較低,隻需要給每台使用了動态域名的計算機交納相應的服務費(fèi)。
    但是這種方式也有一(yī)些不足:1. 如果系統規模較大(dà),例如有100個監控點,那麽每一(yī)台計算機每年都需要交納服務費(fèi)N元,監控系統的服務費(fèi)就需要100*N元,整體(tǐ)費(fèi)用比較高;2. 如果動态域名解析服務器需要一(yī)些個性化功能,無法定制。

2> 定制IP地址解析服務器。 
 

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                      IP地址解析服務器方式結構圖 

    這裏所指的定制包括兩種方式,一(yī)是自己開(kāi)發IP地址解析服務器軟件,二是購買相應的軟件模塊。
    如圖二所示,無論采用哪種方式,大(dà)緻都是以如下(xià)模式運行:監控中(zhōng)心和所有監控點都預先定義一(yī)個别名,每台計算機在線的時候,把自己的IP地址和對應别名自動發送給IP地址解析服務器。IP地址解析服務器保存所有IP地址和對應的别名,并生(shēng)成檢索信息。任何兩個用戶訪問對方的時候,都以别名的方式來訪問,訪問前軟件自動和IP地址解析服務器連接,獲取相應的IP地址。
     如果使用定制IP地址解析服務器的解決方案,正好可以彌補動态域名方式的不足,尤其對大(dà)型系統而言,可以節約費(fèi)用,靈活定制功能。爲了解決動态IP問題,隻需要額外(wài)支付構建一(yī)個IP地址解析服務器的費(fèi)用,包括服務器24小(xiǎo)時在線的上網費(fèi)用和申請一(yī)個固定IP的費(fèi)用(當然這台服務器也可以使用動态域名的方式)。而且,在定制IP地址解析服務器的同時可以做其他增值業務,如認證、計費(fèi)、分(fēn)組管理等,類似一(yī)個GK。 
    當然,與動态域名方式相比,這種方式最大(dà)的不足,在于軟件開(kāi)發的工(gōng)作量比較大(dà)。

    解決動态IP問題還有其他方法,但是以上兩種解決方案相對比較成熟,更具備可操作性。

    杭州海康威視數字技術有限公司是視音頻(pín)壓縮闆卡和網絡硬盤錄象機專業廠商(shāng),杭州海康威視數字技術有限公司生(shēng)産的DS-800XM系列網絡硬盤錄象機支持動态IP地址,可以構成基于動态IP地址的大(dà)型監控系統。DS-800XM系列網絡硬盤錄象機采用MPEG-4壓縮技術,支持RTP/RTCP流控制協議,可以動态地跟蹤帶寬的變化,調整壓縮碼流的幀率和圖象質量,特别适合公衆網絡如INTERNET上的應用。


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