基于动态IP的Internet视频监控解决方案（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。