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基于动态IP的Internet视频监控解决方案
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一. 市场背景 
    伴随着计算机及网络技术的飞速发展,尤其视频编解码技术的日益成熟、计算机处理能力的快速提高、以及宽带的逐渐普及,基于Internet的视频网络实时应用在许多行业和政府部门被大范围采用,尤其是银行、广电、石油、电力等行业,出现了许多成功案例。
    提到基于Internet的视频网络实时应用,我们可能更多地会想到可视电话及视频会议系统、电视网络实况转播、远程教育等。这些Internet视频实时应用对软硬件的性能要求很高,要求既达到较高的帧率,又达到较低的码率,所以需要足够强大的处理能力(包括算法及芯片处理能力)。而要具备这种处理能力,往往需要昂贵的专用设备。
    对于安防所涉及的数字视频网络监控系统,由于行业特性所决定,数据采集点较多,需要相应配置大量的编码设备,因此,与其他视频网络实时应用相比,价格成为一个相对比较敏感的因素。
    以往的数字视频网络监控系统,基本上都是基于局域网或者专网。但是实际应用环境却很难保证这样的网络条件,因此系统集成商无法给用户提供一个完整的解决方案。
    例如银行的ATM机数字集中式监控系统,就可能需要提供基于Internet的解决方案:宽带为主,窄带为辅。
    首先ATM机原来预留的专网入口需要传输业务数据,考虑到ATM机24小时在线的业务服务和24小时视频监控的要求,我们很难提供一种解决方式,在同一个专网上,既保证业务数据传输稳定,又保证监控画面流畅,因此,我们需要考虑从宽带运营商租用线路,通过宽带传输视频数据。而且,从运行模式和成本上考虑,很多ATM机并不需要随时传输视频数据,往往只在异常发生的情况下,主动要求监控中心切换监控点;或者在监控中心定时巡查各监控点的时候才需要在线。这种情况下,就不需要为ATM机常年租用线路,只需要开通ADSL、ISDN、甚至通过电话线连接的方式。
    近两年,国内厂商不断推出高性能、高性价比的视音频压缩卡和网络监控设备,使得基于Internet的数字视频网络监控系统成为可能,如上述ATM机数字集中式监控系统。

二. 需求概述 
    但是作为一个完善的解决方案,我们不得不考虑这样一个问题:如何处理动态IP地址。
    无论是普通电话线拨号,还是ISDN、ADSL,只要采用了动态IP接入方式,都会遇到这个问题。所谓动态IP接入方式是指用户通过虚拟拨号技术动态获得IP地址来开展上网业务。每次用户通过普通MODEM或者通过ISDN、ADSL拨号连接Internet时,ISP通常会分配给用户一个公共IP地址,这时候Internet上的其他用户就可以通过这个IP地址访问该计算机。但是,因为这个IP地址是动态的,也就是说一旦断线,下次再连接Internet的时候,ISP将会分配另一个不同的公共IP地址。
    如果仅仅是编码端(如ATM机)或者解码端(如监控中心)的一方采用了动态IP接入方式,问题比较容易解决。在点对点通信的时候,只要有一方能够预先知道IP地址,就能够在双方之间建立握手,并获取对方的IP地址,进行通信。但是如果双方都采用动态IP接入方式,就麻烦了。一个用户拨号连接后,不知道监控中心的IP地址,也就无法通知对方自己的IP地址,后续操作根本无法进行。

三. 解决方案实现及比较 
    下面我们将介绍两种解决方案。
1> 申请动态域名。
    目前有许多专业公司在Internet上提供了动态域名服务。所谓动态域名,就是把一个固定的Internet域名和动态地址IP实时对应起来。这样,不管什么时候上线,分配的IP地址是多少,其他用户总是可以通过Internet域名访问相应的计算机。 
 

                                                      

动态域名方式结构图

    如图一所示,只要选择一家动态域名服务提供商,在该公司网站进行一次注册,就可以免费得到一个固定的Internet域名(每台使用动态域名服务的计算机都需要一个独立的域名)。下载并安装该公司提供的相应软件,完成软件配置。以后只要计算机在线,动态域名就会自动生效。
    原来基于固定IP地址的数字视频网络监控系统,几乎可以直接使用这种模式。当然,原来如果是预先配置远程监控点IP地址的,现在需要改变成预先配置远程监控点的Internet域名。编写程序的时候只需要调用相应API函数,就可以获得Internet域名对应的IP地址。
    申请动态域名的方式具有以下优点:1. 软件开发简单,几乎不需要修改代码;2. 性能比较稳定,专业公司提供的动态域名服务24小时在线,无论是IP地址解析模块软件的稳定性还是服务器的稳定性都是比较高的;3. 如果系统的规模较小,那么费用比较低,只需要给每台使用了动态域名的计算机交纳相应的服务费。
    但是这种方式也有一些不足:1. 如果系统规模较大,例如有100个监控点,那么每一台计算机每年都需要交纳服务费N元,监控系统的服务费就需要100*N元,整体费用比较高;2. 如果动态域名解析服务器需要一些个性化功能,无法定制。

2> 定制IP地址解析服务器。 
 

                      IP地址解析服务器方式结构图 

    这里所指的定制包括两种方式,一是自己开发IP地址解析服务器软件,二是购买相应的软件模块。
    如图二所示,无论采用哪种方式,大致都是以如下模式运行:监控中心和所有监控点都预先定义一个别名,每台计算机在线的时候,把自己的IP地址和对应别名自动发送给IP地址解析服务器。IP地址解析服务器保存所有IP地址和对应的别名,并生成检索信息。任何两个用户访问对方的时候,都以别名的方式来访问,访问前软件自动和IP地址解析服务器连接,获取相应的IP地址。
     如果使用定制IP地址解析服务器的解决方案,正好可以弥补动态域名方式的不足,尤其对大型系统而言,可以节约费用,灵活定制功能。为了解决动态IP问题,只需要额外支付构建一个IP地址解析服务器的费用,包括服务器24小时在线的上网费用和申请一个固定IP的费用(当然这台服务器也可以使用动态域名的方式)。而且,在定制IP地址解析服务器的同时可以做其他增值业务,如认证、计费、分组管理等,类似一个GK。
    当然,与动态域名方式相比,这种方式最大的不足,在于软件开发的工作量比较大。

    解决动态IP问题还有其他方法,但是以上两种解决方案相对比较成熟,更具备可操作性。