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?cè)趯W(xué)習(xí)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）時(shí)必須掌握的重點(diǎn)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(gè)基于Linux實(shí)現(xiàn)的底層IP協(xié)議棧，因此，一個(gè)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?cái)z像機(jī)時(shí)IP地址自然也就成為了不可或缺的一環(huán)。IP視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)通常只有一個(gè)以太網(wǎng)接口，這一點(diǎn)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(gè)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(guò)，大多數(shù)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)還是在使用IPv4，而且看起來(lái)還會(huì)再使用一段時(shí)間的IPv4。在IPv6普及前，對(duì)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(zhǎng)為4個(gè)字節(jié)的字段，其中包含兩個(gè)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(hào)，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(shí)時(shí)傳輸協(xié)議。[!--empirenews.page--]

    子網(wǎng)劃分（掩碼）

    4字節(jié)的IP地址通常寫(xiě)成點(diǎn)分的十進(jìn)制形式，如192.0.2.137。這4個(gè)字節(jié)之間都是通過(guò)一個(gè)點(diǎn)來(lái)劃分的，這樣就便于我們的讀寫(xiě)。為了劃分網(wǎng)絡(luò)等級(jí)，IP地址被劃分為網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分。

    路由器通過(guò)IP地址本身和子網(wǎng)掩碼的結(jié)合來(lái)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分。掩碼也是以點(diǎn)分十進(jìn)制的形式來(lái)書(shū)寫(xiě)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(gè)數(shù)來(lái)表示的，這種寫(xiě)法就是在一個(gè)斜杠后接比特位的個(gè)數(shù)，如/27。而事實(shí)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(diǎn)部署20個(gè)視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)，他可能會(huì)分配一個(gè)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(gè)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(gè)IP攝像機(jī)地址就變成192.0.2.130，第二個(gè)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(huì)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(hào)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(gè)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(gè)公共地址。路由器和防火墻會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT/pNAT）來(lái)實(shí)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(wèn)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(shí)上，大多數(shù)監(jiān)控管理系統(tǒng)會(huì)首先把攝像機(jī)拍攝到的視頻信號(hào)流傳送到NDVR上，然后把NDVR作為攝像機(jī)的代理，通過(guò)NDVR來(lái)觀看現(xiàn)場(chǎng)直播的或是存檔的視頻流。這里的NDVR會(huì)被分配一個(gè)公共的 IP地址，攝像機(jī)則可以配備一個(gè)專用的IP地址，在互聯(lián)網(wǎng)上的觀看點(diǎn)可以直接通過(guò)NDVR的公共IP地址來(lái)訪問(wèn)視頻。

     總結(jié)

    本文闡述了IP攝像機(jī)如何通過(guò)IP地址在IP網(wǎng)絡(luò)上把視頻信號(hào)從攝像機(jī)傳送到服務(wù)器上。路由器和主機(jī)通過(guò)給定的子網(wǎng)掩碼和IP地址來(lái)判斷哪一部分標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)，哪一部分標(biāo)識(shí)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(duì)攝像機(jī)來(lái)說(shuō)是最理想的。