视频监控网络技术之IP地址

视频监控网络是在网络上部署IP视频监控系统前，必须要了解清楚的核心概念。

    综述

    IP地址是人们在学习互联网协议（IP）时必须掌握的重点之一。此外，由于大多数IP视频监控的摄像机都包含一个基于Linux实现的底层IP协议栈，因此，一个IP地址就跟网络上的笔记本电脑、服务器这些设备具有同等的重要性。故而，在局域网上部署IP视频监控摄像机时IP地址自然也就成为了不可或缺的一环。IP视频监控摄像机通常只有一个以太网接口，这一点跟路由器是不同的（路由器在不同的IP网络上拥有多个接口）。

    IP地址（IPv4/IPv6）

    IP地址是IP摄像机为网络层 (OSI模型的第三层)分配唯一地址的一种统称，这里的IP地址既可以是IPv4版的也可以是IPv6版的。众所周知，IPv6正在逐步取代IPv4网络，现在许多厂商都已经在他们的摄像机中提供了IPv6的支持。不过，大多数的企业网络还是在使用IPv4，而且看起来还会再使用一段时间的IPv4。在IPv6普及前，对IPv4的掌握还是很有必要的。也因此，本文主要讲的还是IPv4，若非特别注明，文中的“IP地址”指的都是IPv4的地址。

    IP地址在IP头部占据了一段长为4个字节的字段，其中包含两个指定的IP地址字段——源IP地址和目的IP地址。顾名思义，源地址就是数据包的发源地，而目的地址也就是数据包要传递到的地方。为录制在网络上传输的一段视频信号，IP摄像机需要把自身的IP地址存放到源地址字段，并把服务器或是网络数字视频录像机（NDVR，也即NVR）的IP地址存放在目的地址字段。

    下图是一张从高清晰IP摄像机传递到服务器上的一段媒体流的包抓取屏幕截图：

    从上图中我们可以看到，源IP地址是192.0.2.144，目的IP地址是192.0.2.137，而这段H.264的流被封装在UDP/RTP协议中，即用户数据包协议/实时传输协议。

    子网划分（掩码）

    4字节的IP地址通常写成点分的十进制形式，如192.0.2.137。这4个字节之间都是通过一个点来划分的，这样就便于我们的读写。为了划分网络等级，IP地址被划分为网络部分和主机部分。

    路由器通过IP地址本身和子网掩码的结合来识别网络部分和主机部分。掩码也是以点分十进制的形式来书写的，如255.255.255.224，也有以掩码中二进制位为1的比特位的个数来表示的，这种写法就是在一个斜杠后接比特位的个数，如/27。而事实上，255.255.255.224和/27所表示的掩码是相同的。掩码首先配置在路由的接口，使其能与IP网络上的其它子网相连，而在这一子网上的主机都要将掩码设置成与路由相同。但是，掩码并不属于或是能成为IP数据包的一部分。
    如果我们告诉网管要在同一地点部署20个视频监控摄像机，他可能会分配一个192.0.2.128/27的网络地址，并把路由器的接口地址设成 192.0.2.129。这里共包含了32个主机地址，可以为这一子网中的摄像机和服务器分配地址，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，第一个IP摄像机地址就变成192.0.2.130，第二个为192.0.2.131，依此类推。所有的IP 摄像机都使用相同的子网掩码——225.225.225.224。

    公共IP地址 VS 专用IP地址

    有三块的IP地址空间是专门给企业内部或是服务提供商使用的。这几块的地址都不会在互联网上传送，被称为专用IP地址，也被认为是RFC1918地址（根据文件编号定义用途的），这些地址是：

    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)

    如果要使得一个配备了专用IP地址的设备能够在互联网上进行传输，那么这一专用地址就必须要被转换成一个公共地址。路由器和防火墙会通过网络地址转换（NAT/pNAT）来实现这种转换。

    在许多情况下，可能并不需要直接在公共的互联网上访问摄像机，因此专用地址是IP视频监控部署的理想选择。事实上，大多数监控管理系统会首先把摄像机拍摄到的视频信号流传送到NDVR上，然后把NDVR作为摄像机的代理，通过NDVR来观看现场直播的或是存档的视频流。这里的NDVR会被分配一个公共的 IP地址，摄像机则可以配备一个专用的IP地址，在互联网上的观看点可以直接通过NDVR的公共IP地址来访问视频。

     总结

    本文阐述了IP摄像机如何通过IP地址在IP网络上把视频信号从摄像机传送到服务器上。路由器和主机通过给定的子网掩码和IP地址来判断哪一部分标识网络，哪一部分标识的是网络中的地址。鉴于摄像机在多数情况下不需要直接接入企业网的外部，因此专用IP地址对摄像机来说是最理想的。