視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之IP地址

視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)是在網(wǎng)絡(luò)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(xué)習(xí)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）時必須掌握的重點之一。此外，由于大多數(shù)IP視頻監(jiān)控的攝像機(jī)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(wǎng)絡(luò)上的筆記本電腦、服務(wù)器這些設(shè)備具有同等的重要性。故而，在局域網(wǎng)上部署IP視頻監(jiān)控攝像機(jī)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(jī)通常只有一個以太網(wǎng)接口，這一點跟路由器是不同的（路由器在不同的IP網(wǎng)絡(luò)上擁有多個接口）。

    IP地址（IPv4/IPv6）

    IP地址是IP攝像機(jī)為網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在許多廠商都已經(jīng)在他們的攝像機(jī)中提供了IPv6的支持。不過，大多數(shù)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)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(jù)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(shù)據(jù)包的發(fā)源地，而目的地址也就是數(shù)據(jù)包要傳遞到的地方。為錄制在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)囊欢我曨l信號，IP攝像機(jī)需要把自身的IP地址存放到源地址字段，并把服務(wù)器或是網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻錄像機(jī)（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(jī)傳遞到服務(wù)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(shù)據(jù)包協(xié)議/實時傳輸協(xié)議。

    子網(wǎng)劃分（掩碼）

    4字節(jié)的IP地址通常寫成點分的十進(jìn)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(wǎng)絡(luò)等級，IP地址被劃分為網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分。

    路由器通過IP地址本身和子網(wǎng)掩碼的結(jié)合來識別網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分。掩碼也是以點分十進(jìn)制的形式來書寫的，如255.255.255.224，也有以掩碼中二進(jìn)制位為1的比特位的個數(shù)來表示的，這種寫法就是在一個斜杠后接比特位的個數(shù)，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(wǎng)絡(luò)上的其它子網(wǎng)相連，而在這一子網(wǎng)上的主機(jī)都要將掩碼設(shè)置成與路由相同。但是，掩碼并不屬于或是能成為IP數(shù)據(jù)包的一部分。
    如果我們告訴網(wǎng)管要在同一地點部署20個視頻監(jiān)控攝像機(jī)，他可能會分配一個192.0.2.128/27的網(wǎng)絡(luò)地址，并把路由器的接口地址設(shè)成 192.0.2.129。這里共包含了32個主機(jī)地址，可以為這一子網(wǎng)中的攝像機(jī)和服務(wù)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(jī)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(jī)都使用相同的子網(wǎng)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(nèi)部或是服務(wù)提供商使用的。這幾塊的地址都不會在互聯(lián)網(wǎng)上傳送，被稱為專用IP地址，也被認(rèn)為是RFC1918地址（根據(jù)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(shè)備能夠在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行傳輸，那么這一專用地址就必須要被轉(zhuǎn)換成一個公共地址。路由器和防火墻會通過網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT/pNAT）來實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。

    在許多情況下，可能并不需要直接在公共的互聯(lián)網(wǎng)上訪問攝像機(jī)，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(shù)監(jiān)控管理系統(tǒng)會首先把攝像機(jī)拍攝到的視頻信號流傳送到NDVR上，然后把NDVR作為攝像機(jī)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(jī)則可以配備一個專用的IP地址，在互聯(lián)網(wǎng)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(jié)

    本文闡述了IP攝像機(jī)如何通過IP地址在IP網(wǎng)絡(luò)上把視頻信號從攝像機(jī)傳送到服務(wù)器上。路由器和主機(jī)通過給定的子網(wǎng)掩碼和IP地址來判斷哪一部分標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)，哪一部分標(biāo)識的是網(wǎng)絡(luò)中的地址。鑒于攝像機(jī)在多數(shù)情況下不需要直接接入企業(yè)網(wǎng)的外部，因此專用IP地址對攝像機(jī)來說是最理想的。