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视频监控网络技术之IP地址

2010-04-01 15:29
铁马老言
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  综述

  IP地址是人们在学习互联网协议(IP)时必须掌握的重点之一。此外,由于大多数IP视频监控的摄像机都包含一个基于Linux实现的底层IP协议栈,因此,一个IP地址就跟网络上的笔记本电脑、服务器这些设备具有同等的重要性。故而,在局域网上部署IP视频监控摄像机时IP地址自然也就成为了不可或缺的一环。IP视频监控摄像机通常只有一个以太网接口,这一点跟路由器是不同的(路由器在不同IP网络上拥有多个接口)。

  IP地址(IPv4/IPv6)

  IP地址是IP摄像机为网络层 (OSI模型的第三层)分配唯一地址的一种统称,这里的IP地址既可以是IPv4版的也可以是IPv6版的。众所周知,IPv6正在逐步取代IPv4网络,现在许多厂商都已经在他们的摄像机中提供了IPv6的支持。不过,大多数的企业网络还是在使用IPv4,而且看起来还会再使用一段时间的IPv4。在IPv6普及前,对IPv4的掌握还是很有必要的。也因此,本文主要讲的还是IPv4,若非特别注明,文中的“IP地址”指的都是IPv4的地址。

  IP地址在IP头部占据了一段长为4个字节的字段,其中包含两个指定的IP地址字段——源IP地址和目的IP地址。顾名思义,源地址就是数据包的发源地,而目的地址也就是数据包要传递到的地方。为录制在网络上传输的一段视频信号,IP摄像机需要把自身的IP地址存放到源地址字段,并把服务器或是网络数字视频录像机(NDVR,也即NVR)的IP地址存放在目的地址字段。

  下图是一张从高清晰IP摄像机传递到服务器上的一段媒体流的包抓取屏幕截图:

媒体流的包抓取屏幕截图

  从上图中我们可以看到,源IP地址是192.0.2.144,目的IP地址是192.0.2.137,而这段H.264的流被封装在UDP/RTP协议中,即用户数据包协议/实时传输协议。

  子网划分(掩码)

  4字节的IP地址通常写成点分的十进制形式,如192.0.2.137。这4个字节之间都是通过一个点来划分的,这样就便于我们的读写。为了划分网络等级,IP地址被划分为网络部分和主机部分。

  路由器通过IP地址本身和子网掩码的结合来识别网络部分和主机部分。掩码也是以点分十进制的形式来书写的,如255.255.255.224,也有以掩码中二进制位为1的比特位的个数来表示的,这种写法就是在一个斜杠后接比特位的个数,如/27。而事实上,255.255.255.224和/27所表示的掩码是相同的。掩码首先配置在路由的接口,使其能与IP网络上的其它子网相连,而在这一子网上的主机都要将掩码设置成与路由相同。但是,掩码并不属于或是能成为IP数据包的一部分。
如果我们告诉网管要在同一地点部署20个视频监控摄像机,他可能会分配一个192.0.2.128/27的网络地址,并把路由器的接口地址设成 192.0.2.129。这里共包含了32个主机地址,可以为这一子网中的摄像机和服务器分配地址,其中最低位和最高位的地址192.0.2.128和 192.0.2.159都是被保留的。因此,第一个IP摄像机地址就变成192.0.2.130,第二个为192.0.2.131,依此类推。所有的IP 摄像机都使用相同的子网掩码——225.225.225.224。

  公共IP地址 VS 专用IP地址

  有三块的IP地址空间是专门给企业内部或是服务提供商使用的。这几块的地址都不会在互联网上传送,被称为专用IP地址,也被认为是RFC1918地址(根据文件编号定义用途的),这些地址是:

10.0.0.0 - 10.255.255.255 (10/8 prefix)
172.16.0.0 - 172.31.255.255 (172.16/12 prefix)
192.168.0.0 - 192.168.255.255 (192.168/16 prefix)

  如果要使得一个配备了专用IP地址的设备能够在互联网上进行传输,那么这一专用地址就必须要被转换成一个公共地址。路由器和防火墙会通过网络地址转换(NAT/pNAT)来实现这种转换。

  在许多情况下,可能并不需要直接在公共的互联网上访问摄像机,因此专用地址是IP视频监控部署的理想选择。事实上,大多数监控管理系统会首先把摄像机拍摄到的视频信号流传送到NDVR上,然后把NDVR作为摄像机的代理,通过NDVR来观看现场直播的或是存档的视频流。这里的NDVR会被分配一个公共的 IP地址,摄像机则可以配备一个专用的IP地址,在互联网上的观看点可以直接通过NDVR的公共IP地址来访问视频。

   总结

  本文阐述了IP摄像机如何通过IP地址在IP网络上把视频信号从摄像机传送到服务器上。路由器和主机通过给定的子网掩码和IP地址来判断哪一部分标识网络,哪一部分标识的是网络中的地址。鉴于摄像机在多数情况下不需要直接接入企业网的外部,因此专用IP地址对摄像机来说是最理想的。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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