IP视频监控组播组网设计.doc

目 录Table of Contents

1 前言............................................................................................................................................2

2 IP监控组播模型..........................................................................................................................2

3 PIM模式选择...............................................................................................................................4

4 组播接入.....................................................................................................................................5

4.1 点播客户端接入......................................................................................................................6

4.2 编码器接入.............................................................................................................................7

4.3 无用组播流泛滥问题...............................................................................................................7

8 VPN承载...................................................................................................................................13

8.1 GRE.....................................................................................................................................13

8.2 L2TP....................................................................................................................................14

8.3 IPSEC..................................................................................................................................15

8.4 DVPN隧道............................................................................................................................17

8.5 SSL VPN隧道.......................................................................................................................17

8.6 MPLS VPN...........................................................................................................................18

9 结束语.......................................................................................................................................19

IP视频监控组播组网设计 内部公开

1 前言

保护用户现有投资，以及方便第三方产品的继续开发。从而快速提升自身在监控系统中的核心地

位，提高市场占用率。

标准化和开放化带来了方案的灵活性，同时也带来了效率提升、安全防护、对已有网络的

适应性等方面的问题。本文要讨论的就是其中的一个数据传输问题：组播。限于篇幅，我们不准

备穷尽所有的组播组网技术，只探讨目前监控实际开局中碰到的常见组播组网设计问题。

2 IP监控组播模型

IP监控系统的流量分为控制流和业务流，业务流又可分为实况流、存储流和回放流。不考虑

数据传输所需要的网络协议，监控系统本身的控制流通常采用单播；存储流有可靠性要求，一般

基于TCP传输，故也采用单播；回放流类似于VOD点播，每个用户有各自的回放视频段需求，一

般也采用单播。只有实况流是所有用户对监控实际场景的同步实时接收，可采用组播进行传输。

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模型包含摄像机、编码器、控制服务器、媒体服务器、点播客户端五个角色。

编码器负责对摄像机接收的视频图像进行编码并作IP封装往外发送组播或单播流，一个编码

器可连接多个摄像机并同时为这些视频源进行编码和IP封装。每个编码器分配一个单播IP地址，一

个编码器所连接的多个摄像机各自分配一个组播IP地址——如果共用一个组播IP就会导致多个点播

客户端的点播信息出现混乱，接收多余的组播流量，从而浪费带宽并冲击点播客户端。摄像机和

编码器共同构成组播源系统，有多少个摄像机就有多少个组播源，为描述方便，后面我们提组播

源就直接说摄像机了。

点播客户端可以是一台安装了监控系统音视频解码播放软件的PC机，也可以是硬件解码的

解码器，前者可以在PC机上直接观看画面，后者一般用于电视墙的播放。在组播实况模型来看，

可以统一为一个角色。

限认证后通知编码器发送实况音视频流，而后对于单播流则通知点播客户端打开端口接收音视频

流，对于组播流则通知点播客户端发送IGMP消息进行成员加入。必要的话可以通过媒体服务器进

行转换，即通知媒体服务器接收流并进行复制转发，并通知点播客户端接收来自媒体服务器的音

视频流。

编码器的实况组播流发送处理分为按需开播和永久开播两种方式。按需开播指摄像机只有

在有客户点播的情况下才发送组播流；永久开播指即使没有客户点播，摄像机的组播流也一直处

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于发送状态。按需开播相对比较节能，且可避免可能存在的网络带宽浪费。永久开播的好处是当

编码器因故重启恢复正常后，客户端可以立即恢复实况流的接收，而不需要等待编码器向控制服

务器重新注册和控制服务器下发配置而重新开播。

IP视频监控系统模型通常是摄像机的数量众多——可能达到10K级别，而点播客户端的数量

PIM协议是目前主流的组播路由协议，IP监控方案的实况组播组网以PIM作为组播路由协议。

PIM协议有DM、SM、SSM和Bidir-PIM四种运行模式，每一种模式有其各自的适用环境。

PIM DM模式以协议域中所有客户端缺省希望接收组播流为预期假设，路由器往所有使能

PIM协议的接口转发组播流，如果某些接口没有接收的需求，则剪枝掉这些分支。这种模式比较适

合远程教育、广播等应用场合，但不适合IP监控的实况点播——DM模式会浪费路由设备大量的转

发表项和造成不必要的流量冲击。

Bidir-PIM模式中，组播源的业务流被无条件的转发往RP，再由RP向多个客户机进行转发。

它不需求源注册过程，省去了路由设备对大量组播源进行源状态管理的资源消耗。在Bidir-PIM协

议域中只存在（*，G）表项，而不需要（S，G）表项，从而大大减轻了设备对组播转发表项的维

护。Bidir-PIM特别适合组播终端既为组播源又为接收客户端的应用，例如多方电视电话会议，但

这种模式显然也不适合IP监控的实况点播——监控点播客户端只需要选择性的观看某些摄像机画面，

而不是同时观看所有的摄像机画面，Bidir-PIM模式会造成带宽资源浪费。