监控基础知识

网络监控根底知识天津三星泰科光电子-6视频图像分辨率压缩编码码率帧率处理模拟、数字图像模拟图像连续的.难以处理无像素概念数字图像别离的易于处理1个像素表现1种颜色数字图像分辨率4CIF(704x480)HalfD1(352x480)2CIF(704x240)CIF(352x240)D1(720x480)*NTSC4CIF(704x576)HalfD1(352x576)2CIF(704x288)CIF(352x288)D1(720x576)*PAL用于播送系统的数字图像分辨率数字图像的像素点分辨率越高，图像越细腻.全高清(1920x1080)SemiHD(1366x768)图像分辨率QXGA(2048x1536)UXGA(1600x1200)SXGA(1280x1024)XGA(1024x768)SVGA(800x600)VGA及百万像素的图像显示(监视器)VGA(640x480)QVGA(320x240)清晰度像素分辨率画面比例QCIF2.5万176×14411：9CIF10万352×28811：92CIF20万704×28822：9DCIF20万528×38411：8HALFD120万720×2885：2VGA30万640×4804：34CIF40万704×57611：9D141万720×5765：4SVGA50万800×6004：3XVGA80万1024×7684：3WXGA(HD)100万1280×72016：9SXVGA120万1280×9604：3SXGA130万1280×10245：4UXGA200万1600×12004：3FULLHD200万1920×108016：9QXGA300万2048×15364：3QSXGA500万2560×19204：3CIF(352x288)SXGA(1280x1024)SXGA(1280x1024)CIF(352x288)CIF(352x288)SXGA(1280x1024)3mm50mm像素与可视画面的概念MODELRESOLUTIONCODECQXGAUXGASXGATallHDHDXVGASVGAVGAQVGAMJPEGMPEG4H.2642048*15361920*10801600*12001280*10241280*960P1280*720P1024*768800*600800*450640*480640*360320*240320*180SNB-5000SND-5080SND-5080FSNV-5080YesYesYesYesYesYesYesYesSNB-5000AYesYesYesYesYesYesYesYesSNV-5010YesYesYesYesYesYesYesYesSNO-5080RYesYesYesYesYesYesYesYesSNV-5080RYesYesYesYesYesYesYesYesSNZ-5200YesYesYesYesYesYesYesYesSNP-5200SNP-5200HYesYesYesYesYesYesYesYesSNP-6200SNP-6200HYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesSNB-7000SNV-7080SND-7080SND-7080FYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesSNV-7080RYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesSNO-7080RYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYes三星IPC支持的分辨率压缩为什么需要压缩标准D1全彩4Giga存储无压缩4Giga/506.25K=700幅图片→可存储4分30秒1/30压缩可存储135分存储方面无压缩1/30压缩传输方面124Mbps4Mbps压缩什么是压缩减少冗余full图像partofthe图像相似的颜色→空间冗余表现一个像素不同于前一个像素小差异→时间冗余表现一帧不同于前一帧图像压缩原始图像(24bits/像素)重建图像(0.75bits/压缩)更大失真!1/321/96如何选择压缩级别视频压缩静态(图像)压缩动态(视频)压缩压缩类型图像压缩T1图像压缩T2图像压缩T3图像压缩T4图像压缩T5帧内压缩帧间压缩M-JPEGMPEG-4几种方式数据大小比照运动估算HPel/QPel:搜索区域，找到匹配模块QPel(1/4)Hpel(1/2)帧间压缩〔I,P,B帧〕I-帧(帧内编码帧)通常称为关键帧对一帧中的内容进展独立审查,无论是帧前或是帧后.P-帧(预测帧)通常被称为增量帧P-帧紧随一个内容或颜色都不同于前一个I-帧的I-帧因为一个P-帧仅仅包含改变的数据,所以它不能显示自身内容其需要I帧填充切换的原始内容B-帧(双向预测帧)也被称为增量帧附加内容冗余可以在压缩的过程中,参考原有帧内容和颜色变化时去除掉.B-帧不能被访问且显示自身内容.需要一个I-帧和周围的P-帧去填补原有内容.帧间压缩〔GOP)GOP始于I-帧,通常紧随大量的P以及B-帧.在下个I-帧前从I-帧到P-帧的间距每一个GOP都是独立的,所有的预测帧都包含在每个GOP里.……GOP大小GOP大优点：码流小GOP大缺点：挪动时画质差，马赛克多简介概念主要技术复杂性质量比特率基线类baseline基本技术+容错I片,P片CAVLC主类Mainprofile基本技术+高压缩技术I片,P片,B片CAVLC+CABAC加权预测扩展类Highprofile基础技术+高压缩技术+流媒体技术I片,P片,B片CAVLC加权预测数据分离基于MPEG-4更高的压缩率码流比M-JPEG少80%，比MPEG少30～50%1.简单的说，HighProfile比Main，支持更多的特性，可以使压缩比更高，在同样的质量下，视频文件体积更小Baseline,Main,Highprofile的区别：HighprofileMainprofileBaseline向下兼容CMS为Baseline不兼容highprofileIPCCMS为highprofile兼容main/baseIPC熵编码CAVLC(基于语境的自适应VLC)常规形式→短比率 非常规形式→长比率类似于摩斯电码. ‘e’用‘●’表示 ‘z’用‘━━●●’表示CABAC(基于语境的自适应双计算编码)

浮点运算值用于表示数据使用的可能性.需要更多的CPU资源.→因其具有高复杂性和图像质量二位元算法概率估算关联建模CABAC技术H.264CodecDSPCABAC压缩效率更高，但CPU占用多比率控制CBR(恒定比特流)(固定的)在视频和音频编码中比特流不波动；简单和慢速运动场景接收的数据比率与复杂和快速运动场景的一样；VBR(可变比特流)(自适应)简单和低动作场景接收到更少数据比率，而复杂和高动作场景接收到更多数据比特率以显示那些无拖尾的场景.VBR编码媒体将产生更好的音质媒体，但需要更多的时间进展编码.一般来说更倾向于消费者视频应用，如DVD或MPEG-4。虽然固定但也有上下10%浮动帧率帧率表示为每秒内包含多少幅图像.当超过24fps后，肉眼无法判断更高的帧率.在美国，TV系统NTSC帧率一般为30fps，在欧洲PAL系统中帧率一般为25fps.fps:帧每秒ips:图像每秒(与‘fps’一样意思)0.0s1.0s30fps6fps*P帧、B帧也单独算一帧允许比特流适应网络以及终端限制调整传送3种可调方式:时间(帧率)质量(信噪比)分辨率Wide带宽高质量全帧率(30fps)高分辨率(D1)低质量帧率分辨率适应带宽〔降低宽带〕22视频渲染逐行扫描与隔行扫描逐行扫描隔行扫描奇数场偶数场去交织功能去交织功能关闭→图像交织现象去交织功能翻开→去除交织现象2.开放性系统互连(OSI)型号及协议OSI型号,协议25协议为进展网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。用于不同系统中实体间的通信。两个实体要想通信，必须有“同一种语言〞，而且，对于通信内容，怎样通信和何时通信，都必须遵守一定的规定，这些规定就是协议。包括OSI,开放式等应用表示会话转换网络数据链接属性应用表示会话转换网络数据链接属性100100…00010OSI7个层级应用层网络处理到应用数据表示层数据显示，编码和解码，转换机器独立数据到机器非独立数据会话层建立、管理和终止会话传输层端到端连接和可靠性,流量控制数据段网络层基于网络层地址（IP地址）进行不同网络系统间的路径选择分割和重新组合数据包数据链路层MAC、LLC(物理编址）帧物理层建立、媒体，信号和双传输比特OSI7层及TCP/IP协议组*OSI7个层级应用层演示层会话层传输层网络层数据链接层物理层TCP/IP协议组应用层传输层网络层网络接口层网络协议应用层与其他计算机进行通讯的一个应用，它是对应应用程序的通信服务的。HTTP,Telnet,SSH,FTP,SMTP,POP3,DNS,DHCP,TFTP,SNMP…传输层直接处理主机到主机的通信任务，使用TCP和UDP等协议提供总架构在主机间的数据传输。TCP,UDP…网络层提供一台电脑多链接间的通信方式，并促进网络连接。其包括最基本的互联网协议，意指基本的编址命名空间，IPv4和IPv6用来辨别和定位网络上的主机。IP(IPv4,IPv6),ICMP,ARP,RARP…网络接口层提供基本功能，可与计算机的网络硬件以及连接间信息的相关管理进行相互配合。Ethernet,TokenRing,FDDI,PPP,HDLC,Frame-Relay…应用层传输层网络层网络接口层数据包装应用数据应用数据TCP/UDPHeader应用数据IPHeader应用数据IPHeaderMACHeaderMACFooterTCP/UDPHeaderTCP/UDPHeaderIPC被访问码流数IPC交换机监控主机1监控主机2两台PC同时观看同一个IPC时，产生2个码流。视频码流profile1IP200MacheadMacFooterTCP视频码流profile1IP201MacheadMacFooterTCPMAC1MAC2IPC码流处理负载监控主机11280×720CPUDSP监控主机2Profile2两台PC同时阅读同一个IPC，当使用一样profile阅读时，DSP只编码一次，CPU进展2次封装1280×720Profile2监控主机11280×720CPUDSP监控主机2Profile2M-JPEG640×480Profile1两台PC同时阅读同一个IPC，当使用不同profile阅读时，DSP编码两次，CPU进展2次封装由此可见，当用户同时观看两种不同分辨率的画面时对IPC会造成更大的压力。TCP〔传输控制协议〕TCP提供互联网上两个应用层进程间的逻辑全双工连接。TCP提供这些带有面向连接的、可靠的、有序的、比特码流效劳的应用进程。*特性转移标准数据

目的主机根据序列号重组。丧失包重传输错误免费数据转移

限制发送器转移数据比率以确保可靠传送。接收器持续暗示发送者数据是怎么接收的。流量控制阻塞控制TransmitterReceiverACKsUDP(*用户数据包协议)UDP是一个简单传输型号，无需隐晦交换来提供可靠性、有序性或是数据完好性。*特性不可靠

无概念，重传送或超时。无序传输压力轻

无有序信息，无跟踪连接等等。数据包

数据包单独发送，只有在数据包接收后才检查其完好性。无阻塞控制IPC单播/组播性能单播三星IPC码流方式有两种：单播和组播；单播遵循TCP协议，组播遵循UDP协议。响应IPCCPUDSPPC发送数据由上图可见，在建立通讯时IPC的CPU部分需要进展两次处理才能完成会话。组播由上图可见，IPC和PC建立通讯时，IPC不需要作出回应，因此CPU部分只做一次处理。由此可见，在单播形式下〔TCP),IPC的处理压力要大于组播形式，三星IPC最大用户接入数量为：单播形式下10个用户，组播形式下20个用户。IPCCPUDSP发送数据PCIPC单播/组播性能RTP(*可靠传输协议)RTP为那些需务实时传输的应用提供端到端传输功能，如单播或组播网络效劳下的音频或视频。组播单播视频、音频RTSP(*实时流传输协议)-1RTSP是一个网络控制协议，针对控制码流媒体效劳器而设计的。协议用于建立和控制终端间的媒体会话。RTSP使用RTP传输视频/音频数据。*RTSP码流客户端:MPplayer,,RealPlayer,VLC播放器,Winamp,Windows播放器…*RTSPURL(三星网络摄像机)*RTSP端口RTSP协议的默认端口是554，可根据需求变换RTSP(*实时流传输协议)-2*三星网络摄像机Web阅读器设置>网络>端口>RTSP端口,使用超时使用超时如激活了使用超时，设备会定时验证接收的RTSP指令。如设备在1分钟内没有收到任何指令，RTP/RTSP会话自动断开。NTP(*网络时间协议)NTP是通过网络与电脑时钟同步的一种协议，可提供UTC〔世界调整时间〕。不传送时区或DST(夏令时)的信息。设置>系统>日期&时间>系统时间设置>与NTP效劳器同步HTTP(*超文本传输协议)超文本传输协议(HTTP，HyperTextTransferProtocol)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的WWW文件都必须遵守这个标准。*Web阅读器设置>网络>端口>RTSP端口,使用超时HTTP端口默认端口是80,可更改当使用80时,在URL中端口号可以省略.当使用其他端口号,需添加到URL.使用8080(更改)–://0:8080DHCP(*动态主机设置协议)DHCP是一个可让网络管理员进展中央管理，并在一个组织网络里自动化IP地址分配的通信协议。DHCP针对网络设备分配的有效IP地址采用“租赁〞或时间量的概念，尤其对那些经常变更的用户来说非常有用。PPPoE(*以太网上端对端协议)PPPoE是一个在以太网帧里面压缩PPP〔端对端协议〕帧的网络协议。其主要与DSL效劳一起使用，单个用户可通过以太网连接到DSL调制调解器上。PPPoE(名称/密码)需要输入特定名称和密码来连接PPPoE调制调解器。FTP(*文件传输协议)-1FTP是一个标准的网络协议，通过基于TCP的网络科从一台主机传送文件到另外一台主机上。一旦发惹事件，三星网络摄像机支持传送图像到FTP效劳器上。*三星网络摄像机网络阅读器：设置>事件>FTP/E-mail>FTP配置被动形式假如由于防火墙或FTP效劳器设置的问题需要连接被动形式，使用被动形式。FTP(*文件传输协议)-2*FTP形式主动形式

-客户端发送IP地址和端口号到效劳器上，效劳器初始化TCP连接。

-客户端装了防火墙便不能承受接入的TCP连接。

-防火墙设置

+效劳器:开放TCP21端口给客户端

+客户端:允许任何效劳器需求的端口〔平安性问题〕

被动形式

-客户端发送PASV指令到效劳器上，然后会接收到一个IP地址和端口号。客户端使用它们来翻开数据以连接到效劳器上。

-防火墙设置

+效劳器:开放TCP21端口和TCPn端口给客户端

+客户端:无特殊设置SMTP(*简单邮件传输协议)SMTP是一个针对网络传输电子邮件的互联网标准。SMTP用于邮件发出传输并使用TCP端口25。*三星网络摄像机网络阅读器安装>事件>FTP/电子邮件>电子邮件配置如：163SMTP效劳器：126SMTP效劳器：网易SMTP效劳器：DNS(*域名系统)DNS是把域名/主机名译为IP地址的TCP/IP网络效劳。※域名比数字IP地址更有意义。因此用户记下URL并向DNS效劳器申请IP地址连接到网络效劳器上。DNS客户端DNS效劳器Web效劳器123DDNS(*动态域名系统)DDNS把域名/主机名译为动态IP地址的TCP/IP网络效劳。※网络效劳器使用的动态IP地址常被改为IP地址。每次修改了IP地址都会上传到DDNS效劳器上。DDNS用户DDNS效劳器动态IP地址反响连接到更改的IP地址网络效劳器123网络效劳器的IP地址变更都会在DDNS效劳器上更新IP地址。动态DNS是能让网络设备通知域名效劳器〔DNS〕实时更改其配置的主机名、地址或其它信息的主动DNS配置的一种方式/网络。建立主机名，注册用户DDNS服务器设备注册主机名:stwdemoRegisterIP地址解析主机名、连接到http://www.三星/stwdemo查询IP地址响应IP地址链接设备注册一个用户账号DDNS：动态DNS49DDNS设置第一次创立主机名,到设备页面，DDNS设置、指定一样的主机名称312主机名称首先,创立设备主机名50ONVIF(*开放式网络视频接口论坛)ONVIF是一个全球性的开放性行业论坛，其以促进开展为目的，使用全球开放标准来连接基于物理IP技术的安防产品。换句话说，就IP产品在视频监控和其它物理安防领域里如何互相通信而建立的标准。*ONVIF会员多达300家公司Cable,Switch,PoE52LAN线缆–Cat5,Cat5e,Cat6Cat(类别)类别反映的是线缆承载的带宽。总的来说，线缆的类别越高其厚度就越大，因为其使用的是更厚的线材来进步传输质量。一对对的扭拧比例抑制噪音要视乎每一对的扭拧设计类别最快速度光谱带宽描述CAT5100Mbps100MHz半双工:只利用2对在4对铜线间通信CAT5e1Gbps100MHz‘e’代表“增强”全双工:使用所有4对来通信CAT6Gigabit250MHz发展到支持10G以太网CAT5e是使用的最小标准线缆。CAT5e线缆是大多数新安装的选择，包括补丁和渡线的使用。由于质量好的CAT5e会像CAT6那样的工作速度，大多安装人员和终端用户会选择CAT5e，而不会多花钱去用CAT6。53集线器，交换机，路由器名称描述OSI层级中继器一台增大输入信号的简单网络设备，能让信号走更远的距离。1层集线器连接多台以太网设备在一起不管理任何过集线器的流通量广播包到所有连接设备：包碰撞结果只有一台设备能够在同一时间发送和接收包：半双工1层交换机有每台连接设备的MAC地址表（MAC地址及其端口）把帧转送到有专门MAC地址的终点全双工可防止连接设备间的碰撞2层路由器基于IP地址，路由器可从一个网络把信息路由到另外一个网络路由器是第3层网关，意味着路由器像网关那样连接着不同网络最常用于把LAN接到互联网上3层541、交换机带宽的概念SWITCHPC40Mbps40Mbpsor80MbpsIPC1IPC2IPC3IPC410Mbps10Mbps10Mbps10Mbps2、背板带宽和吞吐量背板带宽≈吞吐量交通顺畅吞吐才能＜背板带宽出口堵塞交通堵塞的两种情况—出口拥堵吞吐量不够背板带宽＜吞吐才能主干道拥堵交通堵塞的两种情况—主干道拥堵背板带宽不够交换机与路由的区别-交换机主干道不分车道交换机与路由的区别-路由机场北二环太平庄一种通过以太网传输线路,以及PoE交换机叠加数据传送的电力技术在某些额外供电不方便或不可行的场合,以太网供电将对摄像机和其它应用场合非常有利也被称作局域网供电(PoL)或馈线电源IEEE802.3af行业标准PoE可通过非屏蔽双绞线传送直流48v,小于13瓦的电源。HPOE〔高功率以太网供电〕：供电电压增至53VDC、每根线的可用电流到达750mA。〔快球，一体机采用〕PoE:以太网供电61Class等级消费电力(default)Class00.44-12.94WClass10.44-3.84WClass23.84-6.49WClass36.49-12.95W

Class412.95-25.50W节约本钱–只需部署一根标准的以太网线缆,而无需额外的电源线缆简单–无需装备更多的交流变压适配器可靠–只需提供接入到PoE交换机的后备电源保护平安–防止设备受到电源浪涌影响POE优势三星摄像机POE类型端口转发,DDNS设置62端口转发端口转发允许外部远程计算机，如互联网上的计算机，连接到私人本地区域网络〔LAN〕上的一个指定设备或效劳把一个指定端口链接到指定的私人IP地址上您必须理解每个端口开放给对应的哪台设备63开放端口:网络摄像机&编码器型号端口默认值事例说明设备#1设备#2SNB-3000IP地址000102连接设备HTTP网络服务器端口8020802081连接网络浏览器上传端口(TCP)600046000460008升级硬件VNP–设备端口(TCP)600016000160005与CMS通信VNP–TCP码流端口600026000260006VNP–UDP码流端口600036000360007RTSP端口55480808081从VLC媒体播放器流入7000系列5200系列IP地址001011连接设备HTTP端口8080008001连接网路浏览器VNP端口452045204521与CMS通信RTSP端口5545542080从VLC媒体播放器流入浏览器端口452045204521与VNP端口相同Silverlightpolicy端口943943-固定端口允许获得网络连接在使用IE时无需打开该端口64例)端口转发:链接sysWRT54G设备名称键入指派起始到结束的端口号选择TCP,UDP或两者协议键入转发的目标设备地址及选择启用65端口转发设置例子网络网络摄像机01IP路由器ABCBDABCD66由于Silverlight的限制，阅读器端口范围介于4502和4532之间。假如VNP端口是在此有效范围内，阅读器端口会像VNP端口那样被指定。您不能更改一台摄像机上的阅读器/Silverlight效劳器端口。组播发射器发送数据包到组播组上接收器从组播组上接收数据包组播组D级的IP地址(~55)TTL(生存时间)数据包被路由器丢弃前允许通过的网段数量。路由器须支持组播TTL=0,过期数据包路由器路由器路由器发射器TTL=3TTL=2TTL=1TTL=0发射器–组播相关设置IP:28端口:60005TTL:3发送视频到28接收器从228获得视频67WAN5.带宽&存储带宽相关QOS存储容量计算三种存储方式备份68网络摄像机VMS(PC)或NVR网络123带宽相关网络带宽是从摄像机/编码器负载到CMS/NVR的数据网络环境对发送数据有限制〔一般≤70%有效〕ADSL:200kbps~500kbpsVDSL:1Mbps~2Mbps有线调制解调器:200kbps~500kbpsLAN:10Mbps~1000MbpsVPN:2M、4M、8M等图像质量、帧率和图像分辨率选项会影响带宽挪动频率、图像复杂性、图像噪点也会有影响需考虑NVR总流量及储存量69QOS实现对带宽资源进展分配和限制，使网络带宽资源得到更有效合理的利用IP3IP2IP1码流更多单路常见码流下，单位时间内的录像所需要的磁盘空间列表分辨率码流存储容量1时1天30天3M(2048*1536)12.280Mbps5.5G132G3.96T2M(1920*1080)10.240Mbps4.6G110.4G3.3T1.3M（1280*1024)6.144Mbps2.8G67.2G2THD（1280*720）4.096Mbps1.8G43.2G1.326T4CIF（704*576）2.048Mbps921.6M22.1G663GCIF（352*288）1.024Mbps460.8M11.1G331.8GQCIF（176*144）512Kbps230.4M5.53G165.9G存储容量计算三种存储方式RAID5P(2N-1,2N)1110P(7,8)54P(1,2)磁盘112P(9,10)76P(3,4)12N-1磁盘2P(11,12)98P(5,6)322N磁盘32N1110987654321HostLUNN个块奇偶校验条带化分布N654321磁盘1M(6)M(5)M(4)M(3)M(2)M(1)M(N)磁盘2N个块镜像数据RAID1+重要的监控点非重要的监控点常用的重要数据备份方式三星网络摄像机74设备网络Switch用户设备用户WAN应用转换链接网络用户认证IP过滤数据加密(HTTPS,DigestAuth.)设备端口认证(802.1x)应用转换链接用户N/C(旧)N/C(新)NVR,DVR○○○○○○网络设备的平安特性75IP过滤IP过滤是可允许或回绝基于IP地址的详细连接的一种方法。三星网络监控设备，尤其是网络摄像机编码器提供此功能。〔针对IPv4、IPv6.〕IP过滤类型允许回绝76Web效劳器转换链接网络设备Web阅读器转换链接用户InsecureComm.Web效劳器转换链接网络设备Web阅读器转换链接用户SSL/TLSSSL/TLSInsecureComm.加密HTTPHTTPSH