基于動(dòng)態(tài)IP的Internet視頻監(jiān)控解決方案

 一． 市場(chǎng)背景 

    伴隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其視頻編解碼技術(shù)的日益成熟、計(jì)算機(jī)處理能力的快速提高、以及寬帶的逐漸普及，基于Internet的視頻網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)應(yīng)用在許多行業(yè)和政府部門被大范圍采用，尤其是銀行、廣電、石油、電力等行業(yè)，出現(xiàn)了許多成功案例。

    提到基于Internet的視頻網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)應(yīng)用，我們可能更多地會(huì)想到可視電話及視頻會(huì)議系統(tǒng)、電視網(wǎng)絡(luò)實(shí)況轉(zhuǎn)播、遠(yuǎn)程教育等。這些Internet視頻實(shí)時(shí)應(yīng)用對(duì)軟硬件的性能要求很高，要求既達(dá)到較高的幀率，又達(dá)到較低的碼率，所以需要足夠強(qiáng)大的處理能力（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(shè)備。

    對(duì)于安防所涉及的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，由于行業(yè)特性所決定，數(shù)據(jù)采集點(diǎn)較多，需要相應(yīng)配置大量的編碼設(shè)備，因此，與其他視頻網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)應(yīng)用相比，價(jià)格成為一個(gè)相對(duì)比較敏感的因素。

    以往的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，基本上都是基于局域網(wǎng)或者專網(wǎng)。但是實(shí)際應(yīng)用環(huán)境卻很難保證這樣的網(wǎng)絡(luò)條件，因此系統(tǒng)集成商無(wú)法給用戶提供一個(gè)完整的解決方案。

    例如銀行的ATM機(jī)數(shù)字集中式監(jiān)控系統(tǒng)，就可能需要提供基于Internet的解決方案：寬帶為主，窄帶為輔。

    首先ATM機(jī)原來(lái)預(yù)留的專網(wǎng)入口需要傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，考慮到ATM機(jī)24小時(shí)在線的業(yè)務(wù)服務(wù)和24小時(shí)視頻監(jiān)控的要求，我們很難提供一種解決方式，在同一個(gè)專網(wǎng)上，既保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，又保證監(jiān)控畫(huà)面流暢，因此，我們需要考慮從寬帶運(yùn)營(yíng)商租用線路，通過(guò)寬帶傳輸視頻數(shù)據(jù)。而且，從運(yùn)行模式和成本上考慮，很多ATM機(jī)并不需要隨時(shí)傳輸視頻數(shù)據(jù)，往往只在異常發(fā)生的情況下，主動(dòng)要求監(jiān)控中心切換監(jiān)控點(diǎn)；或者在監(jiān)控中心定時(shí)巡查各監(jiān)控點(diǎn)的時(shí)候才需要在線。這種情況下，就不需要為ATM機(jī)常年租用線路，只需要開(kāi)通ADSL、ISDN、甚至通過(guò)電話線連接的方式。

    近兩年，國(guó)內(nèi)廠商不斷推出高性能、高性價(jià)比的視音頻壓縮卡和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備，使得基于Internet的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)成為可能，如上述ATM機(jī)數(shù)字集中式監(jiān)控系統(tǒng)。

二． 需求概述 

    但是作為一個(gè)完善的解決方案，我們不得不考慮這樣一個(gè)問(wèn)題：如何處理動(dòng)態(tài)IP地址。

    無(wú)論是普通電話線撥號(hào)，還是ISDN、ADSL，只要采用了動(dòng)態(tài)IP接入方式，都會(huì)遇到這個(gè)問(wèn)題。所謂動(dòng)態(tài)IP接入方式是指用戶通過(guò)虛擬撥號(hào)技術(shù)動(dòng)態(tài)獲得IP地址來(lái)開(kāi)展上網(wǎng)業(yè)務(wù)。每次用戶通過(guò)普通MODEM或者通過(guò)ISDN、ADSL撥號(hào)連接Internet時(shí)，ISP通常會(huì)分配給用戶一個(gè)公共IP地址，這時(shí)候Internet上的其他用戶就可以通過(guò)這個(gè)IP地址訪問(wèn)該計(jì)算機(jī)。但是，因?yàn)檫@個(gè)IP地址是動(dòng)態(tài)的，也就是說(shuō)一旦斷線，下次再連接Internet的時(shí)候，ISP將會(huì)分配另一個(gè)不同的公共IP地址。

    如果僅僅是編碼端（如ATM機(jī)）或者解碼端（如監(jiān)控中心）的一方采用了動(dòng)態(tài)IP接入方式，問(wèn)題比較容易解決。在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的時(shí)候，只要有一方能夠預(yù)先知道IP地址，就能夠在雙方之間建立握手，并獲取對(duì)方的IP地址，進(jìn)行通信。但是如果雙方都采用動(dòng)態(tài)IP接入方式，就麻煩了。一個(gè)用戶撥號(hào)連接后，不知道監(jiān)控中心的IP地址，也就無(wú)法通知對(duì)方自己的IP地址，后續(xù)操作根本無(wú)法進(jìn)行。

三． 解決方案實(shí)現(xiàn)及比較 

    下面我們將介紹兩種解決方案。

1> 申請(qǐng)動(dòng)態(tài)域名。

    目前有許多專業(yè)公司在Internet上提供了動(dòng)態(tài)域名服務(wù)。所謂動(dòng)態(tài)域名，就是把一個(gè)固定的Internet域名和動(dòng)態(tài)地址IP實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)起來(lái)。這樣，不管什么時(shí)候上線，分配的IP地址是多少，其他用戶總是可以通過(guò)Internet域名訪問(wèn)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)。 

動(dòng)態(tài)域名方式結(jié)構(gòu)圖

    如圖一所示，只要選擇一家動(dòng)態(tài)域名服務(wù)提供商，在該公司網(wǎng)站進(jìn)行一次注冊(cè)，就可以免費(fèi)得到一個(gè)固定的Internet域名（每臺(tái)使用動(dòng)態(tài)域名服務(wù)的計(jì)算機(jī)都需要一個(gè)獨(dú)立的域名）。下載并安裝該公司提供的相應(yīng)軟件，完成軟件配置。以后只要計(jì)算機(jī)在線，動(dòng)態(tài)域名就會(huì)自動(dòng)生效。

    原來(lái)基于固定IP地址的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，幾乎可以直接使用這種模式。當(dāng)然，原來(lái)如果是預(yù)先配置遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)IP地址的，現(xiàn)在需要改變成預(yù)先配置遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)的Internet域名。編寫(xiě)程序的時(shí)候只需要調(diào)用相應(yīng)API函數(shù)，就可以獲得Internet域名對(duì)應(yīng)的IP地址。

    申請(qǐng)動(dòng)態(tài)域名的方式具有以下優(yōu)點(diǎn)：1. 軟件開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，幾乎不需要修改代碼；2. 性能比較穩(wěn)定，專業(yè)公司提供的動(dòng)態(tài)域名服務(wù)24小時(shí)在線，無(wú)論是IP地址解析模塊軟件的穩(wěn)定性還是服務(wù)器的穩(wěn)定性都是比較高的；3. 如果系統(tǒng)的規(guī)模較小，那么費(fèi)用比較低，只需要給每臺(tái)使用了動(dòng)態(tài)域名的計(jì)算機(jī)交納相應(yīng)的服務(wù)費(fèi)。

    但是這種方式也有一些不足：1. 如果系統(tǒng)規(guī)模較大，例如有100個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，那么每一臺(tái)計(jì)算機(jī)每年都需要交納服務(wù)費(fèi)N元，監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)費(fèi)就需要100*N元，整體費(fèi)用比較高；2. 如果動(dòng)態(tài)域名解析服務(wù)器需要一些個(gè)性化功能，無(wú)法定制。

2> 定制IP地址解析服務(wù)器。 

                      IP地址解析服務(wù)器方式結(jié)構(gòu)圖 

    這里所指的定制包括兩種方式，一是自己開(kāi)發(fā)IP地址解析服務(wù)器軟件，二是購(gòu)買相應(yīng)的軟件模塊。

    如圖二所示，無(wú)論采用哪種方式，大致都是以如下模式運(yùn)行：監(jiān)控中心和所有監(jiān)控點(diǎn)都預(yù)先定義一個(gè)別名，每臺(tái)計(jì)算機(jī)在線的時(shí)候，把自己的IP地址和對(duì)應(yīng)別名自動(dòng)發(fā)送給IP地址解析服務(wù)器。IP地址解析服務(wù)器保存所有IP地址和對(duì)應(yīng)的別名，并生成檢索信息。任何兩個(gè)用戶訪問(wèn)對(duì)方的時(shí)候，都以別名的方式來(lái)訪問(wèn)，訪問(wèn)前軟件自動(dòng)和IP地址解析服務(wù)器連接，獲取相應(yīng)的IP地址。

     如果使用定制IP地址解析服務(wù)器的解決方案，正好可以彌補(bǔ)動(dòng)態(tài)域名方式的不足，尤其對(duì)大型系統(tǒng)而言，可以節(jié)約費(fèi)用，靈活定制功能。為了解決動(dòng)態(tài)IP問(wèn)題，只需要額外支付構(gòu)建一個(gè)IP地址解析服務(wù)器的費(fèi)用，包括服務(wù)器24小時(shí)在線的上網(wǎng)費(fèi)用和申請(qǐng)一個(gè)固定IP的費(fèi)用（當(dāng)然這臺(tái)服務(wù)器也可以使用動(dòng)態(tài)域名的方式）。而且，在定制IP地址解析服務(wù)器的同時(shí)可以做其他增值業(yè)務(wù)，如認(rèn)證、計(jì)費(fèi)、分組管理等，類似一個(gè)GK。

    當(dāng)然，與動(dòng)態(tài)域名方式相比，這種方式最大的不足，在于軟件開(kāi)發(fā)的工作量比較大。

    解決動(dòng)態(tài)IP問(wèn)題還有其他方法，但是以上兩種解決方案相對(duì)比較成熟，更具備可操作性。