CN103873826B - 媒体流发送控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种媒体流发送控制方法及装置，应用于监控系统的远程监控平台设备上，该方法包括：在接收到监控前端设备的注册报文后，获取该注册报文的源IP地址以及该报文中携带的IP地址和端口号，保存其对应关系，并判断该监控前端设备的组网模式；在接收到监控客户端的注册报文后，获取该注册报文的源IP地址以及该报文中携带的监控客户端IP地址，保存其对应关系，并判断该监控客户端的组网模式；在接收到监控客户端的监控请求时，根据监控前端设备与监控客户端的组网模式，选择媒体流转发模式。本发明提供一种适用于各种用户网络的远程监控方案，并尽可能的降低中心媒体转发服务器的流量转发数目，降低带宽需求。

Description

媒体流发送控制方法及装置
技术领域
本发明涉及视频监控领域，尤其涉及一种媒体流发送控制方法及装置。
背景技术
随着监控行业的发展，家庭、商店或者小企业也开始搭建自己的监控环境。这些应用都有一个典型的需求，就是远程监控。用户需要使用手机或者移动PC等客户端远程登录到监控系统中，查看现场的运作或者安全情况。由于IPC、DVR/NVR等监控前端设备通常处于私网中，IPC的视频监控数据通过DVR/NVR进行转发，因此，需要在监控前端设备侧的的出口路由器做虚拟服务器，将DVR/NVR的私网IP地址映射到公网IP地址，监控客户端使用该公网IP地址进行登录。但通常出口路由器上使用动态IP地址，当路由器重启导致路由器IP地址发生变化时，用户无法感知，而无法正常登陆。
常见方案为在路由器或者DVR/NVR上启用DDNS功能，到公网DDNS服务器进行域名注册，客户端在访问DVR/NVR之前先向DDNS服务器进行域名解析，得到DVR/NVR经路由器映射后的公网地址，再使用该地址进行登录。而路由器在公网地址发生改变后，域名服务器上的地址也会相应的被更新。
上述DDNS方案仅能在DVR/NVR设备处于单层私网内时，通过路由器的虚拟服务器功能，将DVR/NVR的私网IP地址映射到公网IP地址，从而实现监控客户端对DVR/NVR设备的访问。当DVR/NVR设备处于多层私网环境下，譬如双私网的环境，如图1所示，当客户端向NVR设备发起访问时，由于用户无法对运营商与一级私网之间的NAT路由器2进行虚拟服务器设置，因此，客户端无法访问私网内的NVR设备。可见，DDNS方案具有局限性，并不适用于所有的用户网络。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种媒体流发送控制装置，该装置应用于监控系统的远程监控平台设备上，该装置包括：
前端管理单元，用于在接收到监控前端设备的注册报文后，获取该注册报文的源IP地址以及该报文中携带的IP地址和端口号，保存其对应关系，并判断该监控前端设备的组网模式；
客户端管理单元，用于在接收到监控客户端的注册报文后，获取该注册报文的源IP地址以及该报文中携带的监控客户端IP地址，保存其对应关系，并判断该监控客户端的组网模式；
模式选择单元，用于在接收到监控客户端的监控请求时，根据监控前端设备与监控客户端的组网模式，选择媒体流转发模式。
本发明还提供了一种媒体流发送控制方法，该方法应用于监控系统的远程监控平台设备上，该方法包括：
步骤A，在接收到监控前端设备的注册报文后，获取该注册报文的源IP地址以及该报文中携带的IP地址和端口号，保存其对应关系，并判断该监控前端设备的组网模式；
步骤B，在接收到监控客户端的注册报文后，获取该注册报文的源IP地址以及该报文中携带的监控客户端IP地址，保存其对应关系，并判断该监控客户端的组网模式；
步骤C，在接收到监控客户端的监控请求时，根据监控前端设备与监控客户端的组网模式，选择媒体流转发模式。
本发明提供一种适用于各种用户网络的远程监控方案，并尽可能的降低中心媒体转发服务器的流量转发数目，降低带宽需求。
附图说明
图1是DDNS方案中监控前端设备处于双私网环境下的监控系统图。
图2是本发明一种实施方式中媒体流发送控制装置的逻辑结构及其基础硬件环境的示意图。
图3是本发明一种实施方式中媒体流发送控制方法的流程图。
图4是本发明一种实施方式中监控系统的系统图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明。
本发明提供一种媒体流发送控制装置，该装置应用于远程监控平台设备上，以下以软件实现为例进行说明，但是本发明并不排除诸如硬件或者逻辑器件等其他实现方式。如图2所示，该远程监控平台设备包括CPU、内存、非易失性存储器以及其他硬件。该媒体流发送控制装置作为一个逻辑层面的虚拟装置，其通过CPU来运行。该装置包括前端管理单元、客户管理单元以及模式选择单元。请参考图3，该装置的使用和运行过程包括以下步骤：
步骤101，前端管理单元在接收到监控前端设备的注册报文后，获取该注册报文的源IP地址以及该报文中携带的IP地址和端口号，保存其对应关系，并判断该监控前端设备的组网模式；
步骤102，客户端管理单元在接收到监控客户端的注册报文后，获取该注册报文的源IP地址以及该报文中携带的监控客户端IP地址，保存其对应关系，并判断该监控客户端的组网模式；
步骤103，模式选择单元在接收到监控客户端的监控请求时，根据监控前端设备与监控客户端的组网模式，选择媒体流转发模式。
本发明应用于远程监控系统，请参考图4，该图给出了示例性系统图，根据实际组网需求会有所变化。该远程监控系统主要包括远程监控平台、中心媒体转发服务器、路由器、监控前端设备（如IPC、NVR等）以及监控客户端设备（如手机、PC等），其中，远程监控平台及中心媒体转发服务器需放置于公网中，NVR所在私网的出口路由器启用虚拟服务器功能。通常情况下，IPC负责视频数据的采集，并将数据发送给NVR进行视频数据的存储及转发，当监控客户端需要查看视频数据时，可通过访问NVR设备获取需要的视频数据。现以监控前端设备NVR及监控客户端PC为例介绍本发明的具体实施过程。
通过启动NVR与出口路由器的UPnP功能，NVR发送携带自身内网端口号的地址请求报文给路由器，路由器接收到该请求报文后，选取相应的外网IP地址以及端口号发送给NVR，NVR接收到路由器分配的IP地址以及端口号后，保存该IP地址以及端口号。
内网端口号 外网IP地址 外网端口号
554 IP1 40000
表1
表1为NVR的内网端口号与映射后的外网IP地址及端口号的对应关系表。
NVR在接收到路由器分配的外网IP地址及端口号后，会向远程监控平台设备发送注册报文，该注册报文中携带映射后的外网IP地址及端口号。由于路由器使用的是动态IP地址，当IP地址发生变化时，路由器重新启动端口映射，并通过UPnP协议通知NVR，NVR接收到更新的外网IP地址及端口号后，重新向监控平台设备进行注册。
远程监控平台设备接收到NVR的注册报文后，从该注册报文中获取源IP地址及该报文中携带的IP地址和端口号，保存其对应关系。
源IP地址 携带的IP地址 携带的端口号 组网模式
IP2 IP1 40000 1或者2
表2
表2为NVR发送的注册报文中源IP地址与携带的IP地址及端口号的对应关系表。远程监控平台设备通过比较源IP地址与携带的IP地址，判断NVR的组网模式，1为非多层NAT组网模式，2为多层NAT组网模式。
在上述NVR组网模式的判断中，通过比较NVR注册报文的源IP地址与该报文中携带的IP地址，判断NVR的组网模式。请参考表2，报文的源IP地址为IP2，携带的IP地址为IP1，若IP2与IP1相同，则存在两种组网方式，一种方式为NVR处于公网中，则IP2为NVR的IP地址，报文中携带的IP1也是NVR的IP地址，在这种方式时，当NVR通过UPnP协议发送携带自身端口号的地址请求报文给路由器时，路由器将不会回复，所以NVR发送给监控平台设备的注册报文中携带的IP地址为该NVR自身的IP地址；另一种方式为NVR处于单层NAT后，在经过路由器端口映射后，注册报文中携带的IP地址为映射后的IP地址，该报文经路由器转发后的源IP地址也被替换为映射后的IP地址，以上两种方式统称为非多层NAT组网模式。若IP2与IP1不相同，则说明IP2经过多次地址替换，NVR处于多层私网中，称此组网模式为多层NAT组网模式。
远程监控平台设备除了需要知道作为监控前端设备的NVR的组网模式，还需要知道作为监控客户端的PC的组网模式。PC通过发送携带自身IP地址的注册报文给远程监控平台设备。远程监控平台设备接收到该注册报文后，从该注册报文中获取源IP地址及该报文中携带的PC的IP地址，保存其对应关系。
源IP地址 PC的IP地址 组网模式
IP4 IP3 0或者1
表3
表3为PC发送的注册报文中源IP地址与PC的IP地址对应关系表。远程监控平台设备通过比较源IP地址与PC的IP地址，判断PC的组网模式，0为公网模式，1为私网模式。
在对PC组网模式的判断中，采用比较PC注册报文的源IP地址与该报文中携带的PC的IP地址。请参考表3，报文的源IP地址为IP4，PC的IP地址为IP3，若IP4与IP3相同，则说明PC处于公网中，IP4与IP3均为PC的IP地址；若IP4与IP3不相同，则说明PC处于私网中，IP3为PC的私网IP地址，IP4为经过地址转换后的公网IP地址。
当远程监控平台设备接收到PC监控NVR的请求时，查询NVR及PC的组网模式，通过不同的组网模式，选择最优的媒体流转发模式。
若PC组网模式为公网，则采用第一转发模式进行媒体流转发，即远程监控平台设备通知NVR直接发送媒体流给PC。在第一转发模式中，由于PC处于公网，因此，无论NVR处于何种组网模式，在接收到远程监控平台设备要求其发送媒体流给PC时，均可与PC直接建立连接，发送媒体流给PC，而无需中心媒体转发服务器转发。
若PC处于私网，且NVR处于非多层NAT组网模式，则采用第二转发模式进行媒体流转发，即远程监控平台设备通知PC向NVR请求媒体流，NVR收到该请求后，发送媒体流给PC。在第二转发模式中，若NVR处于公网中，则PC在接收到远程监控平台设备的通知后，直接向NVR的公网IP地址及端口号请求媒体流；若NVR处于单层NAT后，并且NVR与路由器均启动UPnP功能，则PC接收到远程监控平台设备的通知后，向经过UPnP协商分配给NVR的公网IP地址及端口号请求媒体流。NVR收到请求后发送媒体流给PC，无需中心媒体转发服务器转发。
若PC处于私网，且NVR处于多层NAT组网模式，则采用第三转发模式进行媒体流转发。该第三转发模式为远程监控平台设备通知NVR发送媒体流给公网的中心媒体转发服务器，并通知PC发送媒体流请求给该中心媒体转发服务器，中心媒体转发服务器在接收到该请求后，将NVR发送的媒体流转发给PC。请参考图4，以NVR处于双私网内为例，在第三转发模式中，端口映射只能在一级私网与二级私网间的NAT路由器1上进行，用户无权设置一级私网与运营商网络间的NAT路由器2，因此，PC无法直接访问NVR，而中心媒体转发服务器处于公网中，私网内的NVR和PC均可访问，因此，可通过中心媒体转发服务器转发。
在上述第三转发模式中，远程监控平台设备负责向NVR及PC发送控制命令，中心媒体转发服务器负责媒体流的转发。通过此转发模式，可实现多层私网间的媒体流转发，但同时也增加了中心媒体转发服务器的任务量，在一定程度上降低了带宽利用率。为了解决此问题，可在第三转发模式建立后，尝试建立NVR与PC的连接，该连接的建立有两种方式。一种方式为监控平台设备通知PC发送媒体流请求给监控平台设备，监控平台设备将该请求报文的公网源IP地址及端口号发送给NVR，通知NVR向PC发起连接。另一种方式为监控平台设备通知NVR发送报文给监控平台设备，监控平台设备将该报文的源IP地址及端口号发送给PC，PC向该IP地址及端口号发起连接。若连接成功，则NVR直接将媒体流发送给PC。这里之所以可能出现连接不成功的情况，主要是由于NAT路由器设备可能为非对称类型，因此，若连接不成功时，仍采用第三转发模式进行转发。
通过上述处理过程可以看出，本发明提供的远程监控方案适用于各种用户网络，并尽可能的降低中心媒体转发服务器的流量转发数目，降低带宽需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种媒体流发送控制装置，该装置应用于监控系统的远程监控平台设备上，其特征在于，该装置包括：
前端管理单元，用于在接收到监控前端设备的注册报文后，获取该注册报文的源IP地址以及该报文中携带的出口路由器为监控前端设备分配的IP地址和端口号，保存其对应关系，将所述注册报文的源IP地址与该报文中携带的出口路由器为监控前端设备分配的IP地址进行比较，若相同，则所述监控前端设备的组网模式为非多层NAT组网模式，若不相同，则所述监控前端设备的组网模式为多层NAT组网模式；
客户端管理单元，用于在接收到监控客户端的注册报文后，获取该注册报文的源IP地址以及该报文中携带的监控客户端IP地址，保存其对应关系，并判断该监控客户端的组网模式，所述监控客户端的组网模式为公网模式或私网模式；
模式选择单元，用于在接收到监控客户端的监控请求时，根据监控前端设备与监控客户端的组网模式，选择媒体流转发模式。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述监控客户端组网模式的判断方法为将所述注册报文的源IP地址与该报文携带的监控客户端IP地址进行比较，若相同，则所述监控客户端的组网模式为公网模式，若不相同，则所述监控客户端的组网模式为私网模式。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
若所述监控客户端组网模式为公网模式，则媒体流转发模式为第一转发模式，所述第一转发模式为监控平台设备通知监控前端设备发送媒体流给监控客户端；
若所述监控客户端组网模式为私网模式，且监控前端设备组网模式为非多层NAT组网，则媒体流转发模式为第二转发模式，所述第二转发模式为监控平台设备通知监控客户端向监控前端设备注册报文中携带的IP地址及端口号请求媒体流，监控前端设备收到该请求后，发送媒体流给监控客户端；
若所述监控客户端组网模式为私网模式，且监控前端设备组网模式为多层NAT组网模式，则媒体流转发模式为第三转发模式，所述第三转发模式为监控平台通知监控前端设备发送媒体流给中心媒体转发服务器，并通知监控客户端发送媒体流请求给所述中心媒体转发服务器，中心媒体转发服务器在接收到监控客户端的该请求后，将所述监控前端设备发送的媒体流转发给监控客户端。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，当采用第三转发模式进行媒体流转发后，监控平台设备采用第一连接方式或第二连接方式以使监控前端设备与监控客户端之间建立连接，若监控前端设备与监控客户端连接成功，则监控前端设备直接将媒体流发送给该监控客户端，若连接不成功，则还是采用第三转发模式进行转发，其中，所述第一连接方式为监控平台设备通知监控客户端发送媒体流请求给监控平台设备，监控平台设备将该请求报文的源IP地址及端口号发送给监控前端设备，通知监控前端设备向该监控客户端发起连接，所述第二连接方式为监控平台设备通知监控前端设备发送报文给监控平台设备，监控平台设备将该报文的源IP地址及端口号发送给监控客户端，监控客户端向该源IP地址及端口号发起连接。
5.一种媒体流发送控制方法，该方法应用于监控系统的远程监控平台设备上，其特征在于，该方法包括：
步骤A，在接收到监控前端设备的注册报文后，获取该注册报文的源IP地址以及该报文中携带的出口路由器为监控前端设备分配的IP地址和端口号，保存其对应关系，将所述注册报文的源IP地址与该报文中携带的出口路由器为监控前端设备分配的IP地址进行比较，若相同，则所述监控前端设备的组网模式为非多层NAT组网模式，若不相同，则所述监控前端设备的组网模式为多层NAT组网模式；
步骤B，在接收到监控客户端的注册报文后，获取该注册报文的源IP地址以及该报文中携带的监控客户端IP地址，保存其对应关系，并判断该监控客户端的组网模式，所述监控客户端的组网模式为公网模式或私网模式；
步骤C，在接收到监控客户端的监控请求时，根据监控前端设备与监控客户端的组网模式，选择媒体流转发模式。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述监控客户端组网模式的判断方法为将所述注册报文的源IP地址与该报文携带的监控客户端IP地址进行比较，若相同，则所述监控客户端的组网模式为公网模式，若不相同，则所述监控客户端的组网模式为私网模式。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：
若所述监控客户端组网模式为公网模式，则媒体流转发模式为第一转发模式，所述第一转发模式为监控平台设备通知监控前端设备发送媒体流给监控客户端；
若所述监控客户端组网模式为私网模式，且监控前端设备组网模式为非多层NAT组网，则媒体流转发模式为第二转发模式，所述第二转发模式为监控平台设备通知监控客户端向监控前端设备注册报文中携带的IP地址及端口号请求媒体流，监控前端设备收到该请求后，发送媒体流给监控客户端；
若所述监控客户端组网模式为私网模式，且监控前端设备组网模式为多层NAT组网模式，则媒体流转发模式为第三转发模式，所述第三转发模式为监控平台通知监控前端设备发送媒体流给中心媒体转发服务器，并通知监控客户端发送媒体流请求给所述中心媒体转发服务器，中心媒体转发服务器在接收到监控客户端的该请求后，将所述监控前端设备发送的媒体流转发给监控客户端。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，当采用第三转发模式进行媒体流转发后，监控平台设备采用第一连接方式或第二连接方式以使监控前端设备与监控客户端之间建立连接，若监控前端设备与监控客户端连接成功，则监控前端设备直接将媒体流发送给该监控客户端，若连接不成功，则还是采用第三转发模式进行转发，其中，所述第一连接方式为监控平台设备通知监控客户端发送媒体流请求给监控平台设备，监控平台设备将该请求报文的源IP地址及端口号发送给监控前端设备，通知监控前端设备向该监控客户端发起连接，所述第二连接方式为监控平台设备通知监控前端设备发送报文给监控平台设备，监控平台设备将该报文的源IP地址及端口号发送给监控客户端，监控客户端向该源IP地址及端口号发起连接。
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