視頻監(jiān)控網絡技術之IP地址
視頻監(jiān)控網絡是在網絡上部署IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)前,必須要了解清楚的核心概念。
綜述
IP地址是人們在學習互聯(lián)網協(xié)議(IP)時必須掌握的重點之一。此外,由于大多數IP視頻監(jiān)控的攝像機都包含一個基于Linux實現(xiàn)的底層IP協(xié)議棧,因此,一個IP地址就跟網絡上的筆記本電腦、服務器這些設備具有同等的重要性。故而,在局域網上部署IP視頻監(jiān)控攝像機時IP地址自然也就成為了不可或缺的一環(huán)。IP視頻監(jiān)控攝像機通常只有一個以太網接口,這一點跟路由器是不同的(路由器在不同的IP網絡上擁有多個接口)。
IP地址(IPv4/IPv6)
IP地址是IP攝像機為網絡層 (OSI模型的第三層)分配唯一地址的一種統(tǒng)稱,這里的IP地址既可以是IPv4版的也可以是IPv6版的。眾所周知,IPv6正在逐步取代IPv4網絡,現(xiàn)在許多廠商都已經在他們的攝像機中提供了IPv6的支持。不過,大多數的企業(yè)網絡還是在使用IPv4,而且看起來還會再使用一段時間的IPv4。在IPv6普及前,對IPv4的掌握還是很有必要的。也因此,本文主要講的還是IPv4,若非特別注明,文中的“IP地址”指的都是IPv4的地址。
IP地址在IP頭部占據了一段長為4個字節(jié)的字段,其中包含兩個指定的IP地址字段——源IP地址和目的IP地址。顧名思義,源地址就是數據包的發(fā)源地,而目的地址也就是數據包要傳遞到的地方。為錄制在網絡上傳輸的一段視頻信號,IP攝像機需要把自身的IP地址存放到源地址字段,并把服務器或是網絡數字視頻錄像機(NDVR,也即NVR)的IP地址存放在目的地址字段。
下圖是一張從高清晰IP攝像機傳遞到服務器上的一段媒體流的包抓取屏幕截圖:
從上圖中我們可以看到,源IP地址是192.0.2.144,目的IP地址是192.0.2.137,而這段H.264的流被封裝在UDP/RTP協(xié)議中,即用戶數據包協(xié)議/實時傳輸協(xié)議。[!--empirenews.page--]
子網劃分(掩碼)
4字節(jié)的IP地址通常寫成點分的十進制形式,如192.0.2.137。這4個字節(jié)之間都是通過一個點來劃分的,這樣就便于我們的讀寫。為了劃分網絡等級,IP地址被劃分為網絡部分和主機部分。
路由器通過IP地址本身和子網掩碼的結合來識別網絡部分和主機部分。掩碼也是以點分十進制的形式來書寫的,如255.255.255.224,也有以掩碼中二進制位為1的比特位的個數來表示的,這種寫法就是在一個斜杠后接比特位的個數,如/27。而事實上,255.255.255.224和/27所表示的掩碼是相同的。掩碼首先配置在路由的接口,使其能與IP網絡上的其它子網相連,而在這一子網上的主機都要將掩碼設置成與路由相同。但是,掩碼并不屬于或是能成為IP數據包的一部分。
如果我們告訴網管要在同一地點部署20個視頻監(jiān)控攝像機,他可能會分配一個192.0.2.128/27的網絡地址,并把路由器的接口地址設成 192.0.2.129。這里共包含了32個主機地址,可以為這一子網中的攝像機和服務器分配地址,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,第一個IP攝像機地址就變成192.0.2.130,第二個為192.0.2.131,依此類推。所有的IP 攝像機都使用相同的子網掩碼——225.225.225.224。
公共IP地址 VS 專用IP地址
有三塊的IP地址空間是專門給企業(yè)內部或是服務提供商使用的。這幾塊的地址都不會在互聯(lián)網上傳送,被稱為專用IP地址,也被認為是RFC1918地址(根據文件編號定義用途的),這些地址是:
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)
如果要使得一個配備了專用IP地址的設備能夠在互聯(lián)網上進行傳輸,那么這一專用地址就必須要被轉換成一個公共地址。路由器和防火墻會通過網絡地址轉換(NAT/pNAT)來實現(xiàn)這種轉換。
在許多情況下,可能并不需要直接在公共的互聯(lián)網上訪問攝像機,因此專用地址是IP視頻監(jiān)控部署的理想選擇。事實上,大多數監(jiān)控管理系統(tǒng)會首先把攝像機拍攝到的視頻信號流傳送到NDVR上,然后把NDVR作為攝像機的代理,通過NDVR來觀看現(xiàn)場直播的或是存檔的視頻流。這里的NDVR會被分配一個公共的 IP地址,攝像機則可以配備一個專用的IP地址,在互聯(lián)網上的觀看點可以直接通過NDVR的公共IP地址來訪問視頻。
總結
本文闡述了IP攝像機如何通過IP地址在IP網絡上把視頻信號從攝像機傳送到服務器上。路由器和主機通過給定的子網掩碼和IP地址來判斷哪一部分標識網絡,哪一部分標識的是網絡中的地址。鑒于攝像機在多數情況下不需要直接接入企業(yè)網的外部,因此專用IP地址對攝像機來說是最理想的。