CN103916715B - 基于网段的自适应监控方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于网段的自适应监控方法及装置，该方法包括：在接收到监控前端设备和监控客户端设备的注册请求报文后，获取并保存网段信息；在接收到监控客户端设备对监控前端设备的实况请求时，根据网段信息查询监控关系表，若不存在相应表项，则通知双方建立单播连接，并生成相应的单播监控关系表项，若已存在，则根据该监控关系表项中的连接方式建立连接；在不存在监控关系表项，并已建立单播连接后，通知双方建立组播连接，若连接成功，则修改为组播监控关系表项，若连接失败，保持单播连接。本发明提供了一种基于网段的自适应监控方案，在无需人为干预的情况下，自动选择组播方式或单播方式，实现全网内的视频传输。

Description

基于网段的自适应监控方法及装置

技术领域

本发明涉及视频监控领域，尤其涉及一种基于网段的自适应监控方法及装置。

背景技术

随着监控行业的发展，很多监控网络中都需要用到组播分发的功能。但是，在一个大的组播网络中，可能有部分设备或者网络不支持组播或者未配置组播功能，就会导致组播不能在整网中应用。

如图1所示，若该组播网络中，只有路由器R5不支持组播功能，则编码器EC2到监控客户端XP1、XP2的组播是可以使用的，编码器EC1到监控客户端XP1、XP2以及XP3的组播也是可以使用的，而编码器EC2到监控客户端XP3的组播是不通的。

因为组播为了防止环路，有一个特性叫做逆向检查RPF，路由器收到组播报文后，只有确认这个报文是从自己到组播源的出接口上来的，才进行转发，否则丢弃该报文。当路由器R4收到从路由器R3发过来的组播报文时，会根据组播源EC2的地址进行单播路由检查，结果EC2的单播路由下一跳是路由器R5，就会把这个报文给丢弃掉，也就是说组播源到组播接收者之间必须要走最近路径，如果路径中间有路由器不支持组播功能，则该路径上的组播分发不成功，因此，EC2到XP3的组播不通，XP3无法接收到EC2通过组播分发的媒体流，而该问题只有在实况媒体流无法到达时，通过进一步定位才能发现，使得整网的视频传输不够灵活，受网络配置的影响很大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于网段的自适应监控装置，该装置应用于监控系统的监控平台设备上，所述监控系统包括监控前端设备、监控平台设备以及监控客户端设备，该装置包括：

注册处理单元，用于在接收到监控前端设备和监控客户端设备的注册请求报文后，从该注册请求报文中获取网段信息，并保存该网段信息；

查表控制单元，用于在接收到监控客户端设备对监控前端设备的实况请求时，根据双方的地址信息，确认所属网段信息，并根据网段信息查询监控关系表，若不存在相应的监控关系表项，则通知双方建立单播连接，并生成相应的单播监控关系表项，若已存在相应的监控关系表项，则根据该监控关系表项中的连接方式建立连接；

表项更新单元，用于在不存在所述监控客户端设备与所述监控前端设备的监控关系表项，并且双方已建立单播连接后，通知双方建立组播连接，若连接成功，则修改相应的单播监控关系表项为组播监控关系表项，若连接失败，保持单播连接；

所述监控关系表项包括监控前端设备网段信息、监控客户端设备网段信息以及连接方式；

所述连接方式为单播方式或组播方式。

本发明还提供了一种基于网段的自适应监控方法，该方法应用于监控系统的监控平台设备上，所述监控系统包括监控前端设备、监控平台设备以及监控客户端设备，该方法包括：

步骤A，在接收到监控前端设备和监控客户端设备的注册请求报文后，从该注册请求报文中获取网段信息，并保存该网段信息；

步骤B，在接收到监控客户端设备对监控前端设备的实况请求时，根据双方的地址信息，确认所属网段信息，并根据网段信息查询监控关系表，若不存在相应的监控关系表项，则通知双方建立单播连接，并生成相应的单播监控关系表项，若已存在相应的监控关系表项，则根据该监控关系表项中的连接方式建立连接；

步骤C，在不存在所述监控客户端设备与所述监控前端设备的监控关系表项，并且双方已建立单播连接后，通知双方建立组播连接，若连接成功，则修改相应的单播监控关系表项为组播监控关系表项，若连接失败，保持单播连接；

所述监控关系表项包括监控前端设备网段信息、监控客户端设备网段信息以及连接方式；

所述连接方式为单播方式或组播方式。

本发明针对非全网支持组播的网络，提供了一种基于网段的自适应监控方案，在无需人为干预的情况下，自动选择组播方式或单播方式，实现全网内的视频传输。

附图说明

图1是通过组播网络实现的监控系统图。

图2是本发明一种实施方式中基于网段的自适应监控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基于网段的自适应监控方法的流程图。

图4是本发明一种实施方式中具体实施例的组播网络示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。

本发明提供一种基于网段的自适应监控装置，该装置应用于监控系统的监控平台设备上，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。该基于网段的自适应监控装置作为一个逻辑层面的虚拟装置，其通过CPU来运行。该装置包括注册处理单元、查表控制单元以及表项更新单元。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，注册处理单元在接收到监控前端设备和监控客户端设备的注册请求报文后，从该注册请求报文中获取网段信息，并保存该网段信息；

步骤102，查表控制单元在接收到监控客户端设备对监控前端设备的实况请求时，根据双方的地址信息，确认所属网段信息，并根据网段信息查询监控关系表，若不存在相应的监控关系表项，则通知双方建立单播连接，并生成相应的单播监控关系表项，若已存在相应的监控关系表项，则根据该监控关系表项中的连接方式建立连接；

步骤103，表项更新单元在不存在所述监控客户端设备与所述监控前端设备的监控关系表项，并且双方已建立单播连接后，通知双方建立组播连接，若连接成功，则修改相应的单播监控关系表项为组播监控关系表项，若连接失败，保持单播连接；

所述监控关系表项包括监控前端设备网段信息、监控客户端设备网段信息以及连接方式；

所述连接方式为单播方式或组播方式。

组播技术在视频监控网络中的应用，实现了视频的单点到多点传输，即监控网络中的监控前端设备只需要发送一次视频数据，则与该监控前端设备处于同一组播组中的多个监控客户端设备均可接收到该视频数据，大大节省了网络带宽资源，提高数据传送的效率。但是，通过组播技术实现全网内的视频传输要求网络内的所有设备必须支持组播功能，若部分设备无法支持组播功能，则单纯依靠组播技术无法实现全网的视频传输。

本发明提出了一种基于网段的自适应监控方案，解决非全网支持组播的监控系统的视频传输问题。如图4所示的组播监控系统，该监控系统主要包括监控平台设备（如视频管理VM服务器）、路由器（如R1、R2、R3、R4、R5以及R6）、监控前端设备（如编码器EC1和EC2）以及监控客户端设备（如XP1、XP2以及XP3），其中路由器R5不支持组播功能。现以该监控系统为例介绍本发明的具体实施过程。

在EC和XP建立视频连接前，均需向VM服务器进行注册，在注册报文中携带各自所属网段信息。

VM服务器在接收到EC和XP的注册报文后，从报文中获取各终端设备的网段信息进行本地保存。如图4所示，EC和XP注册后，VM服务器中保存的网段信息为3.1.1.0/24、4.1.1.0/24、1.1.1.0/24以及2.1.1.0/24。

当XP向VM服务器请求实况某EC时，VM服务器根据EC和XP的IP地址信息确认各自所属网段信息，并查询是否存在两个网段之间的监控关系表项，若不存在该监控关系表项，则通知双方建立单播连接，并生成单播监控关系表项，若已存在相应的监控关系表项，则查询该监控表项中的连接方式，若该连接方式为单播方式，则以单播方式建立连接，若该连接方式为组播方式，则以组播方式建立连接。

如图4所示，XP1向VM服务器请求实况EC1，EC1所属网段信息为1.1.1.0/24，XP1所属网段信息为3.1.1.0/24，VM服务器接收到实况请求报文后，查询内部监控关系表，发现XP1与EC1之间未建立过实况连接，因此，通知双方以单播方式建立连接。在接收到XP1的接收媒体流确认报文后，确认XP1与EC1之间的视频连接已建立，并建立基于网段3.1.1.0/24和1.1.1.0/24的监控关系表项。同理，XP3向VM服务器请求实况EC2，EC2所属网段信息为2.1.1.0/24，XP3所属网段信息为4.1.1.0/24，在第一次实况时，建立单播连接，并建立基于网段2.1.1.0/24和4.1.1.0/24之间的单播监控关系表项。

XP网段信息	EC网段信息	连接方式
			3.1.1.0/24	1.1.1.0/24	单播
4.1.1.0/24	2.1.1.0/24	单播

表1

表1为基于网段建立的单播监控关系表项。在单播连接建立后，VM服务器通知EC在发送单播报文的同时，发送与单播报文中视频数据相同的组播报文。由于在XP1与EC1之间的路由器均支持组播功能，因此该组播连接可以建立，VM服务器在接收到XP1的媒体流接收确认报文后，修改已建立的单播监控关系表项为组播监控关系表项。而XP3与EC2之间在传输组播报文时，由于组播报文传输遵循最短路径的原则，因此，只有经过路由器R5传输的组播报文，XP3才可以接收到，而路由器R5不支持组播功能，因此，XP3与EC2之间的组播连接失败，将维持原有单播连接，不更改单播监控关系表项。

XP网段信息	EC网段信息	连接方式
			3.1.1.0/24	1.1.1.0/24	组播
4.1.1.0/24	2.1.1.0/24	单播

表2

表2为组播连接后的监控关系表项。可见，XP1与EC1之间可通过组播方式建立视频连接，XP3与EC2之间通过单播方式建立视频连接。

当XP2需要实况EC1时，向VM服务器发送实况请求报文，VM服务器接收该报文后，确认EC1所属网段信息为1.1.1.0/24，XP2所属网段信息为3.1.1.0/24，查询内部监控关系表项，发现已存在网段3.1.1.0/24和1.1.1.0/24的监控关系表项（XP2与XP1属于同一网段，XP1实况EC1时基于网段的监控关系表项已建立），其对应的连接方式为组播方式，因此，通知XP2与EC1通过组播方式进行视频传输。基于网段建立的监控关系表项大大节省了VM服务器的内存空间，两个网段间的视频传输只需在第一次建立时学习，后续相同网段间设备的视频传输只需查表建立视频连接。

在监控关系表项建立过程中，若已建立基于两个网段间的单播监控关系表项，组播连接还未建立，此时，若该两个网段间又发生了新的实况请求，则通过查表会以单播方式建立连接，但该单播监控表项并不是最终的建立结果，一旦组播连接成功，基于上述网段间的监控关系表项将修改为组播监控关系表项，而新的实况请求已经以单播方式建立连接，无法感知可以通过组播建立连接。

本发明通过在监控关系表项中增加监控标记，解决上述问题。当单播监控关系表项建立后，设置监控标记为临时标记，通知双方以组播方式建立连接，并在确认最终的连接方式后，将监控标记修改为正式标记。当发生新的实况请求时，若已存在相应的监控关系表项，则查询该监控关系表项中的监控标记，若该监控标记为正式标记，说明基于两个网段间的连接方式已最终确定，则查询该监控关系表项中的连接方式，以该连接方式建立连接；若该监控标记为临时标记，说明两个网段间的监控关系表项正在建立过程中，还未确认最终的监控方式，因此，通知双方先以单播方式建立连接，在确认最终的连接方式后，即监控标记为正式标记时，重新查询监控关系表项中的连接方式，以该连接方式建立连接。此方法能够保证VM服务器及时感知传输方式的变化，通知EC和XP以最优的方式进行实况传输。

在单播方式向组播方式切换时，VM服务器需通知XP进行单播数据解码到组播数据解码的切换。XP在接收到解码切换命令后，判断当前单播数据解码位置，若已完成一个帧组的解码，则从下一帧开始切换到组播数据解码，若未完成一个帧组的解码，则等待该帧组解码完成后再切换，达到无缝切换，用户无法感知此变化过程。由于视频数据的传输都是有序列号的，而且单播和组播传输的数据内容相同，因此，很容易实现上述的切换。

在上述解码切换完成后，XP会通知VM服务器关闭单播监控业务，VM服务器接收到该通知后，通知EC停止向该XP发送单播数据，完成整个单播到组播的切换过程。

本发明针对非全网支持组播的网络，提供了一种基于网段的自适应监控方案，在无需人为干预的情况下，自动选择组播方式或单播方式，实现全网内的视频传输。

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)

1.一种基于网段的自适应监控装置，该装置应用于监控系统的监控平台设备上，所述监控系统包括监控前端设备、监控平台设备以及监控客户端设备，其特征在于，该装置包括：

注册处理单元，用于在接收到监控前端设备和监控客户端设备的注册请求报文后，从该注册请求报文中获取网段信息，并保存该网段信息；

查表控制单元，用于在接收到监控客户端设备对监控前端设备的实况请求时，根据双方的地址信息，确认所属网段信息，并根据网段信息查询监控关系表，若不存在相应的监控关系表项，则通知双方建立单播连接，并在确认双方已建立单播连接后生成相应的单播监控关系表项，若已存在相应的监控关系表项，则根据该监控关系表项中的连接方式建立连接；

表项更新单元，用于在不存在所述监控客户端设备与所述监控前端设备的监控关系表项，并且双方已建立单播连接后，通知所述监控前端设备在发送单播报文的同时，发送与单播报文中视频数据相同的组播报文，通知双方建立组播连接，若连接成功，则修改相应的单播监控关系表项为组播监控关系表项，若连接失败，保持单播连接；

所述监控关系表项包括监控前端设备网段信息、监控客户端设备网段信息以及连接方式；所述单播监控关系表项中的连接方式为单播方式，所述组播监控关系表项中的连接方式为组播方式；

所述连接方式为单播方式或组播方式。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述监控关系表项还包括监控标记，在建立单播监控关系表项时，设置该监控标记为临时标记，在双方建立组播连接，并最终确认连接方式后，将该监控标记修改为正式标记；

所述查表控制单元进一步用于若已存在相应的监控关系表项，则查询该监控关系表项中的监控标记，若该监控标记为正式标记，则以所述监控关系表项中的连接方式建立连接，若该监控标记为临时标记，则先以单播方式建立连接，直到该监控标记为正式标记，则以所述监控关系表项中的当前连接方式建立连接。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述表项更新单元进一步用于在组播连接成功后，通知所述监控客户端设备完成从单播数据解码到组播数据解码的切换。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述表项更新单元进一步用于在组播连接成功后，通知所述监控前端设备停止向所述监控客户端设备发送单播数据。

5.一种基于网段的自适应监控方法，该方法应用于监控系统的监控平台设备上，所述监控系统包括监控前端设备、监控平台设备以及监控客户端设备，其特征在于，该方法包括：

步骤A，在接收到监控前端设备和监控客户端设备的注册请求报文后，从该注册请求报文中获取网段信息，并保存该网段信息；

步骤B，在接收到监控客户端设备对监控前端设备的实况请求时，根据双方的地址信息，确认所属网段信息，并根据网段信息查询监控关系表，若不存在相应的监控关系表项，则通知双方建立单播连接，并生成相应的单播监控关系表项，若已存在相应的监控关系表项，则根据该监控关系表项中的连接方式建立连接；

步骤C，在不存在所述监控客户端设备与所述监控前端设备的监控关系表项，并且双方已建立单播连接后，通知所述监控前端设备在发送单播报文的同时，发送与单播报文中视频数据相同的组播报文，通知双方建立组播连接，若连接成功，则修改相应的单播监控关系表项为组播监控关系表项，若连接失败，保持单播连接；

所述监控关系表项包括监控前端设备网段信息、监控客户端设备网段信息以及连接方式；

所述连接方式为单播方式或组播方式。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述监控关系表项还包括监控标记，在建立单播监控关系表项时，设置该监控标记为临时标记，在双方建立组播连接，并最终确认连接方式后，将该监控标记修改为正式标记；

所述步骤B还包括：若已存在相应的监控关系表项，则查询该监控关系表项中的监控标记，若该监控标记为正式标记，则以所述监控关系表项中的连接方式建立连接，若该监控标记为临时标记，则先以单播方式建立连接，直到该监控标记为正式标记，则以所述监控关系表项中的当前连接方式建立连接。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述步骤C还包括：在组播连接成功后，通知所述监控客户端设备完成从单播数据解码到组播数据解码的切换。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述步骤C还包括：在组播连接成功后，通知所述监控前端设备停止向所述监控客户端设备发送单播数据。