CN116233091A - 视频监控系统基于sip协议的分布式流媒体跨网段访问方法 - Google Patents

视频监控系统基于sip协议的分布式流媒体跨网段访问方法 Download PDF

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付艳丽
刘刚
徐延明
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Abstract

一种视频监控系统基于SIP协议的分布式流媒体跨网段访问方法,通过查找与主SIP信令代理服务同网段的分布式负载均衡流媒体服务IP地址的方式来实现不同网段视频客户端的访问。有效解决了视频客户端与负载均衡分布的流媒体服务端不在同一网段的访问限制，并且免配置方式缩短了调试部署周期，提升了工程化效率。

Description

视频监控系统基于SIP协议的分布式流媒体跨网段访问方法
技术领域
本发明专利技术属于计算机多媒体技术领域，具体涉及视频监控系统基于SIP协议的分布式部署流媒体跨网段访问方法。
背景技术
SIP(Session InitiationProtocol，会话初始协议)是由IETF(InternetEngineering TaskForce，因特网工程任务组)制定的多媒体通信协议，用于初始化，维护和销毁多媒体设备或者应用之间的实时会话。视频监控系统作为一种实时的视频应用，也越来越多的使用了SIP协议，通过摄像机、服务器和SIP视频客户端之间的SIP通信建立实时音视频流的发布和浏览。
视频监控系统中不仅要满足内网用户的视频监控需求，也要满足与内网不同网段的外网代理延伸视频客户端与基于负载均衡的分布式流媒体服务之间的视频通讯。
在国标《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》
(GB/T28181-2011)和国家电网公司发布的企业标准《电网视频监控系统及接口》中都详细阐述了利用SIP协议，构建视频监控系统的具体方法。在上述2个标准中，都提到通过INVITE方法访问系统的视频资源，达到远程监视和控制的目的都提出使用流媒体服务来分发视频设备的数据流，从而达到并发访问时节约带宽的目的。但如何建立不同网段的视频客户端，代理服务，分布式流媒体服务和视频监控设备之间的SIP信令过程，各标准规范之间并没有做出规定。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种视频监控系统基于SIP协议的分布式流媒体跨网段访问方法。本发明提供的一种基于SIP协议的分布式流媒体跨网段访问方法通过查找与主SIP信令代理服务同网段的分布式负载均衡流媒体服务IP地址的方式来实现不同网段视频客户端的访问。
本发明具体采用以下技术方案：
视频监控系统基于SIP协议的分布式流媒体跨网段访问方法，具体包括以下步骤：
步骤1，主SIP信令代理服务保存主SIP信令代理服务器所有网段IP地址和SIP监听端口信息；
步骤2，视频客户端通过HTTP协议向NGINX代理服务器发送包含用户编码的登录请求；
步骤3，NGINX代理服务器将视频客户端登录请求转发给主HTTP服务；
步骤4，主HTTP服务通过HTTP请求头解析出视频客户端IP地址，保存用户编码与主HTTP服务接收的服务端IP地址的对应关系，并查找与主HTTP服务接收的服务端IP地址同网段的主SIP信令代理服务IP地址和端口信息；
步骤5，主HTTP服务将解析出的视频客户端IP地址及步骤4查找的主SIP信令代理服务IP地址和端口经NGINX代理服务返回给视频客户端；
步骤6，视频客户端向主SIP信令代理服务发送携带SDP消息体的INVITE请求，所述SDP消息体包括视频客户端的地址IP和端口；其中，SDP为会话描述的协议；
步骤7，主SIP信令代理服务收到步骤6所述INVITE请求信令后，通过内网消息总线转发给流媒体负载均衡策略分配的目标流媒体服务；
步骤8，流媒体服务查找步骤4中HTTP服务保存的与接收的用户编码对应的IP地址相同网段的媒体服务器IP地址和端口信息，并通过内网消息总线返回给主SIP信令服务；
步骤9，主SIP信令代理服务将步骤8中查找到的目标媒体服务器IP地址填写到SDP，返回给视频客户端；
步骤10，视频客户端返回ACK信令，流媒体服务根据步骤7所述INVITE请求信令中SDP消息体中的视频客户端对应的地址IP和端口，将所述音视频流发送给视频客户端；
其中SIP协议是指会话初始协议。
优选地，步骤2和步骤3中，NGINX代理服务器将代理的HTTP服务配置成主备模式，当视频客户端访问后端服务器，先由NGINX获取到请求，再由NGINX转发至后端主HTTP服务器。
优选地，步骤5中，主HTTP服务器可选择通过NGINX代理服务器将数据传送给视频客户端，也可以直接将数据传送给视频客户端。
优选地，步骤6中，视频客户端可通过传输控制协议或者用户数据报协议向主SIP信令代理服务发送原始请求信令。
优选地，步骤8中，流媒体服务查找步骤4中主HTTP服务保存的与接收的用户编码对应的IP地址相同网段的媒体服务器IP地址和实时传输控制协议RTCP端口信息，并通过内部网消息总线返回给主SIP信令服务。
优选地，步骤9中，主SIP信令代理服务将步骤8中查找到的媒体服务器IP地址填写到SDP，返回200OK给视频客户端。
优选地，步骤10中，视频监控系统视频客户端回复ACK确认消息，流媒体服务器根据步骤7所述INVITE请求信令中SDP消息体中的视频客户端的IP地址和端口，将所述音视频流经基于UDP或TCP的RTP和RTCP(RTP用来传输音视频数据；RTCP用来传输质量控制数据)传输给视频客户端，完成与分布式流媒体服务之间的跨网段访问。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明的目的为了实现视频监控系统中视频客户端跨网段访问负载均衡分布的流媒体服务的过程，视频监控系统中无需配置响应部署在不同网段的视频监控系统视频客户端的流媒体服务的IP地址即可实现信令交互及视频通讯。有效解决了视频客户端与负载均衡分布的流媒体服务端不在同一网段的访问限制，并且免配置方式缩短了调试部署周期，提升了工程化效率。另外，这种系统的软可扩展性(服务器性能满足扩展要求的条件下，无需额外增加硬件)也为应对各种复杂的现场实际环境提供了技术保证，节省了成本。
附图说明
图1是本发明的视频监控系统基于SIP协议的分布式流媒体跨网段访问方法的示意图。
图2是本发明的视频监控系统基于SIP协议的分布式流媒体跨网段访问方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本发明精神，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的有所其它实施例，都属于本发明的保护范围。
以下结合说明书附图及具体实施方式对本发明方法做详细说明。
图1是本发明的视频监控系统中基于SIP协议的分布式流媒体跨网段访问方法的示意图；图2是本发明的基于SIP协议的分布式流媒体跨网段访问方法的流程图，如图1、图2所示，所述视频监控系统包括视频客户端、NGINX代理服务器、SIP信令代理服务器、分布式部署负载均衡流媒体服务器；其特征在于，所述访问方法包括以下步骤：
步骤1，主SIP信令代理服务保存本服务器所有网段IP地址和SIP监听端口信息；
具体地，例如：主SIP信令代理服务器
IP1：192.168.1.102
IP2：172.20.102(内部网)
子网掩码：255.255.255.0
默认网关：192.168.1.254
SIP监听端口：5060
例如：备SIP信令代理服务器
IP1：192.168.1.202
IP2：172.20.202(内部网)
子网掩码：255.255.255.0
默认网关：192.168.1.254
SIP监听端口：5060
步骤2，视频客户端通过HTTP协议向NGINX代理服务器发送包含用户编码的登录请求；
具体地，
例如：视频客户端
IP：10.1.1.1
子网掩码：255.255.255.0
默认网关：10.1.1.254
用户编码：1001
视频流接收端口：40000
例如：NGINX服务器
IP：192.168.1.100
子网掩码：255.255.255.0
默认网关：192.168.1.254
HTTP监听端口：8080
步骤3，NGINX代理服务器将视频客户端登录请求转发给主HTTP服务；
例如：主HTTP服务器
IP：192.168.1.101
子网掩码：255.255.255.0
默认网关：192.168.1.254
HTTP监听端口：8080
例如：备HTTP服务器
IP：192.168.1.201
子网掩码：255.255.255.0
默认网关：192.168.1.254
HTTP监听端口：8080
步骤2和步骤3中，NGINX代理服务器(IP：192.168.1.100)将代理的HTTP服务配置成主备模式，当视频客户端访问后端服务器，不是直接请求至后端服务器，而是先由NGINX获取到请求，再由NGINX转发至后端主HTTP服务器(IP：192.168.1.101)。
步骤4，主HTTP服务通过HTTP请求头解析出视频客户端IP地址(IP：10.1.1.1)，保存用户编码(1001)与主HTTP服务IP地址(IP:192.168.1.101)的对应关系(用户编码1001和IP：192.168.1.101对应关系)，并查找与主HTTP服务接收的服务端IP地址(IP:192.168.1.101)同网段的主SIP信令代理服务IP地址(IP：192.168.1.102)和端口(5060)信息；
步骤5，主HTTP服务将解析出的视频客户端IP地址(IP：10.1.1.1)及步骤4查找的主SIP信令代理服务IP地址(IP1：192.168.1.102)和端口(5060)经NGINX代理服务返回给视频客户端(IP：10.1.1.1)；
具体地，步骤5中，当主HTTP服务器可以选择走NGINX代理服务器将数据传送给视频客户端，也可以直接将数据传送给视频客户端。
步骤6，视频客户端向主SIP信令代理服务发送携带SDP消息体的INVITE请求，所述SDP消息体包括视频客户端的地址IP(IP：10.1.1.1)和端口(40000)；优选地，视频客户端可通过TCP(传输控制协议，以下简称为TCP)或者UDP(用户数据报协议，以下简称为UDP)协议主SIP信令代理服务发送原始请求信令，其中，SDP为会话描述的协议；
步骤7：主SIP信令代理服务收到步骤6所述INVITE请求信令后，判断所述请求信令中的目标视频设备是否为本视频监控系统的视频设备资源，当所述请求信令中的目标设备是本系统的视频设备资源时通过内部网(IP2:172.20.1.XXX)消息总线转发给流媒体负载均衡策略分配的目标流媒体服务器2(IP1：192.168.1.302)；如果当所述请求信令中的目标设备不是本系统的视频设备资源，则返回请求的目标资源是错误的。具体地，
例如：流媒体服务器1
IP1：192.168.1.301
IP2：172.20.1.301(内部网)
子网掩码：255.255.255.0
默认网关：192.168.1.254
例如：流媒体服务器2
IP1：192.168.1.302
IP2：172.20.1.302(内部网)
子网掩码：255.255.255.0
默认网关：192.168.1.254
例如：流媒体服务器n
IP1：192.168.1.30N
IP2：172.20.1.30N(内部网)
子网掩码：255.255.255.0
默认网关：192.168.1.254
步骤8，流媒体服务查找步骤4中主HTTP服务保存的与接收的用户编码对应的IP地址相同网段的媒体服务器IP地址和端口信息，并通过内部网消息总线返回给主SIP信令服务；
具体地，流媒体服务1查找步骤4中主HTTP服务(IP:192.168.1.101)保存的与接收的用户编码(1001)对应的IP地址(IP:192.168.1.101)相同网段的媒体服务器IP地址(IP1:192.168.1.302)和RTCP端口信息，并通过内部网(IP2:172.20.1.XXX)消息总线返回给主SIP信令服务(IP2:172.20.1.102)；
步骤9，主SIP信令代理服务将步骤8中查找到的目标媒体服务器2IP地址(IP1:192.168.1.302)填写到SDP，返回给视频客户端；
具体地，主SIP信令代理服务将媒体服务器2IP地址(IP1:192.168.1.302)填写到SDP，返回200OK给视频客户端；
步骤10，流媒体服务器2(IP1:192.168.1.302)根据步骤7所述INVITE请求信令中SDP消息体中的视频客户端对应的地址IP(IP:10.1.1.1)和端口(40000)，将所述音视频流发送给视频客户端。
具体地，视频监控系统视频客户端回复ACK确认消息，流媒体服务器2(IP1:192.168.1.302)根据步骤7所述INVITE请求信令中SDP消息体中的视频客户端的IP地址(IP:10.1.1.1)和端口(40000)，将所述音视频流经UDP或TCP传输RTP和RTCP给视频客户端，完成与分布式流媒体服务之间的跨网段访问。
优选地，在本发明中，由视频客户端发出的所述请求信令以及流媒体服务器返回的信令均为SIP(会话初始协议)信令。
本发明有效解决了视频监控系统中视频客户端与流媒体服务端不在同一网段的访问限制。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.视频监控系统基于SIP协议的分布式流媒体跨网段访问方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1，主SIP信令代理服务保存主SIP信令代理服务器所有网段IP地址和SIP监听端口信息；
步骤2，视频客户端通过HTTP协议向NGINX代理服务器发送包含用户编码的登录请求；
步骤3，NGINX代理服务器将视频客户端登录请求转发给主HTTP服务；
步骤4，主HTTP服务通过HTTP请求头解析出视频客户端IP地址，保存用户编码与主HTTP服务接收的服务端IP地址的对应关系，并查找与主HTTP服务接收的服务端IP地址同网段的主SIP信令代理服务IP地址和端口信息；
步骤5，主HTTP服务将解析出的视频客户端IP地址及步骤4查找的主SIP信令代理服务IP地址和端口经NGINX代理服务返回给视频客户端；
步骤6，视频客户端向主SIP信令代理服务发送携带SDP消息体的INVITE请求，所述SDP消息体包括视频客户端的地址IP和端口；其中，SDP为会话描述的协议；
步骤7，主SIP信令代理服务收到步骤6所述INVITE请求信令后，通过内网消息总线转发给流媒体负载均衡策略分配的目标流媒体服务；
步骤8，流媒体服务查找步骤4中HTTP服务保存的与接收的用户编码对应的IP地址相同网段的媒体服务器IP地址和端口信息，并通过内网消息总线返回给主SIP信令代理服务；
步骤9，主SIP信令代理服务将步骤8中查找到的目标媒体服务器IP地址填写到SDP，返回给视频客户端；
步骤10，视频客户端返回ACK信令，流媒体服务根据步骤7所述INVITE请求信令中SDP消息体中的视频客户端对应的地址IP和端口，将所述音视频流发送给视频客户端；
其中SIP协议是指会话初始协议。
2.根据权利要求1所述的视频监控系统基于SIP协议的分布式流媒体跨网段访问方法，其特征在于：
步骤2和步骤3中，NGINX代理服务器将代理的HTTP服务配置成主备模式，当视频客户端访问后端服务器，先由NGINX获取到请求，再由NGINX转发至后端主HTTP服务器。
3.根据权利要求1所述的视频监控系统基于SIP协议的分布式流媒体跨网段访问方法，其特征在于：
步骤5中，主HTTP服务器可选择通过NGINX代理服务器将数据传送给视频客户端，也可以直接将数据传送给视频客户端。
4.根据权利要求1所述的视频监控系统基于SIP协议的分布式流媒体跨网段访问方法，其特征在于：
步骤6中，视频客户端可通过传输控制协议或者用户数据报协议向主SIP信令代理服务发送原始请求信令。
5.根据权利要求1所述的视频监控系统基于SIP协议的分布式流媒体跨网段访问方法，其特征在于：
步骤8中，流媒体服务查找步骤4中主HTTP服务保存的与接收的用户编码对应的IP地址相同网段的媒体服务器IP地址和实时传输控制协议RTCP端口信息，并通过内部网消息总线返回给主SIP信令服务。
6.根据权利要求1所述的视频监控系统基于SIP协议的分布式流媒体跨网段访问方法，其特征在于：
步骤9中，主SIP信令代理服务将步骤8中查找到的媒体服务器IP地址填写到SDP，返回200OK给视频客户端。
7.根据权利要求1所述的视频监控系统基于SIP协议的分布式流媒体跨网段访问方法，其特征在于：
步骤10中，视频监控系统视频视频监控系统视频客户端回复ACK确认消息，流媒体服务器根据步骤7所述INVITE请求信令中SDP消息体中的视频客户端的IP地址和端口，将所述音视频流经基于UDP或TCP的实时传输协议RTP和实时传输控制协议RTCP传输给视频客户端，其中RTP用来传输音视频数据，RTCP用来传输质量控制数据。
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