基于动态IP的Internet视频监控解决方案
杭州海康威视数字技术有限公司 作者：吴晓晖
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。
杭州海康威视数字技术有限公司是视音频压缩板卡和网络硬盘录象机专业厂商，杭州海康威视数字技术有限公司生产的DS-800XM系列网络硬盘录象机支持动态IP地址，可以构成基于动态IP地址的大型监控系统。DS-800XM系列网络硬盘录象机采用MPEG-4压缩技术，支持RTP/RTCP流控制协议，可以动态地跟踪带宽的变化，调整压缩码流的帧率和图象质量，特别适合公众网络如INTERNET上的应用。 |
