第一篇:网络组建IP协议
网络组建IP协议
IP协议是Internet中的交通规则,接入Internet中的每台计算机及处于十字路口的路由器都必须熟知和遵守该交通规则。IP数据包则是按该交通规则在Internet中行使的车辆,发送数据的主机需要按IP协议装载数据,路由器需要按IP协议指挥交通,接收数据的主机需要按IP协议拆卸数据。IP数据包携带着地址、满载着数据从发送数据的端用户计算机出发,在沿途各个路由器的指挥下,顺利到达目的端用户的计算机。
IP协议主要负责为计算机之间传输的数据报寻址,并管理这些数据包的分片过程。该协议对投递的数据报格式有规范、精确的定义。与此同时,IP协议还负责数据报的路由,决定数据报发送到哪里,以及在路由出现问题时更换路由。总之,运行IP协议的网络层可以为其高层用户提供的服务具有如下3个特性:
不可靠的数据投递服务。IP协议本身没有能力证实发送的数据报是否能被正确接收。数据报可能在遇到延迟、路由错误、数据报分片和重组过程中受到损坏,但IP不检测这些错误。在发生错误时,也没有机制保证一定可以通知发送方和接收方。 面向无连接的传输服务。IP协议不管数据报沿途经过哪些节点,甚至也不管数据报起始于哪台计算机,终止于哪台计算机。数据报从源始节点到目的节点可能经过不同的传输路径,而且这些数据报在传输的过程中有可能丢失。有可能正确到达。 尽最大努力投递服务。IP协议并不随意的丢失数据报,只有当系统的资源用尽、接收数据错误或网络出现故障等状态下,才不得不丢弃报文。
第二篇:互联网之IP协议
Internet(国际互联网)互联的软件基础─协 议
主讲人:邓本胜 江油市教师进修学校教师 Email:jy-dbsh@163.com 电话:*** 0816-3233119(办)QQ:11173648
202_-03-17
9.4 Internet 协议 IP 国际互联网—Internet是一个国际间包括各种计算机网络的一个巨大互相联接起来的网络,要把这不同的网络联接起来,要在两个方面互相连接起来,一是物理联接,它包括网卡、网线、路由器等,这些设备将网络上的各计算机在物理上互相联接起来,但这样联接起来后,这些计算机并不能相互访问,要让这些计算机能够互相访问,还必须让这些相互联接的计算机使用同一种交流的标准,相互之间才能实现正常的通信,这便是互联网计算机互联的软件基础,IP协议及TCP协议。
IP协议的概念:
通信协议:是对两台计算机用以交换信息所使用的公用语言规范的约定。
.1.计算机通信协议精确地定义了通信的约定。如,协议规定每台计算机所发送的每个信息的精确格式和含义。协议也规定每台计算机在哪些情况下应该发送特定的信息,以及当一个信息到来时,一台计算机应该作出怎样的响应。
IP协议,在Internet中所使用的一种专用,也是关键的网际协议,这个协议在英文中写为:Internet Protocol,这个协议我们缩写为 IP,这便是 IP协议。
IP协议非常详细地定义了一个计算机通信所遵循规则的具体细节。IP精确地定义了分组必须怎样组成,以及路由器必须怎样将一个分组递交到它的目的地。
从上说明,我们知道 IP实际上规定这样两件事情:一是相互联接的计算机对数据包的处理方式以及这些数据在网络中流动的路径说明:从何而来,至何处是目的地。
那么大家可能要问:这些数据在互联的网络中如何确保在传输中数据不会丢失呢?这又靠什么来保证呢,在 9.6节中我们还会谈到另一个协议。
连接到 Internet上的每台计算机都必须遵守网络协议的约定。每台计算机产生的分组都必须按照 IP所定义的格式。计算机接收到的分组仍然是 IP格式的源发送分组的一个拷贝。进一步而言,Internet中的每个路由器在将分组从一个网络向另一个网络递交时,都希望这些分组为 IP格式。
计算机需要有 IP软件才能在 Internet上通信,因此使用Internet的每台计算机都必须运行 IP软件。此软件在 Windows系统中一般中一个名为 Tcpip.sys的系统驱动软件,在配臵网络时系统装入。
.2.9.5 IP地址
根据 IP协议的规范,Internet上的分组称为 数据报,用以和其它网络中的分组相区别。
在日常管理中,像一个班级,我们对每一位同学要编一个号,叫学号,这个同学其本身还有一个姓名,叫名字。在 Internet上的计算机呢,也必须有名字和编号,这里的编号便是地址,即是说为了使数据报的路由选择和传递成为可能,连接到 Internet上的每台计算机都必须指定一个唯一的地址。Internet所用的地址是一些数字。每台计算机在通信之前必须知道对方计算机的地址。每台计算机被指定唯一的数据成为它的 Internet地址,通常简称为 IP地址。
Internet上的每台计算机,包括路由器在内,通信之前都有一个指定的IP地址。当一个企业或组织申请加入 Internet时,它要从 Internet的管理机构获得一组属于本组织使用的计算机的 IP地址。当该组织又有新的计算机要接入 Internet时,该组织即可指定一个地址给它。
Ip地址的表示方法。通常计算机用四个称为字节的二进制单位存储 IP地址。尽管确切的内部格式并不重要,但它有助于 IP地址的理解。只是当某个应用程序需要向用户显示 IP地址,或用户需要向一个应用程序输入自己的 IP地址时,该二进制地址就要以一种人们易于理解的格式表示。因此人们一般是以 “.”分隔成四个十进制数字表示。即 xxx.xxx.xxx.xxx的形式,这里 x表示 0至 255这些十进制数字。实际的如 202.112.7.13是一台计算机的 IP地址,而另一台可能是:192.5.48.3。
.3.在计算机中怎样查询 IP地址呢?
分两种情况,在 Windows 98(Me)操作系统中,可以在用鼠标单击“开始”,“运行”,然后输入“Winipcfg /all”命令,回车后在弹出的窗口中有明确的显示。
在 Windows 202_、Windows XP、Windows 202_等操作系统中,可以在命令行中输入“Ipconfig /all”命令查到 IP地址。具体方法是单击“开始”,点“运行”,输入“Cmd”回车后,进入 Windows 202_的命令行窗口(即一般所谓 Dos窗口),输入“Ipconfig /all”回车。
以上这两种方法很有实用价值,这两种方法严格地说是通过运行了两个程序(Winipcfg.exe、Ipconfig.exe)实现查看 IP地址的。
如何检查两台计算机是否连通呢?
这又是通过另一个程序Ping.exe来检查的。此程序也是在 Windows的命令行窗口输入执行。
IP地址所涉及的知识很多,普通用户一般可以不可更多了解,只是我们必须明确一点,在 Internet中 IP地址不是随机指定,而是有严格规定的,其它有许多专门的约定,即某些地址有专门的用处。
像 192.168.0.1是专门用来指定某一局域网络的。像 127.0.0.1是专指某台计算机本身的。
其次,IP地址要求凡在同一个网络中的所有计算机要有相同的地址前缀。之所以选择这样的地址指定策略,是为了保证 Internet中 IP数据报路由选择的效率。
大家可能要问:按照 IP地址的规范,共分四个小节,每台可取 0至 255
.4.这256个数字,四节这样的数字包含 256×256×256×256 = 4294967296台计算机,当然,这当中还有许多是不能用的,但不管怎样说,这种方案可以表示的计算机数量是有限的。随着世界范围内计算机数量的增加,可能到某一天会超出这个数据,到那时,这多出来的计算机便有可能不能联入 Internet。怎么办呢?
于是人们又提出了一种方案:这个数量的计算机我们用来表示局域网络的数量,即一台这样的计算机可以认为是某一个局域网络内的一台服务器,在此局域网络内又有若干台计算机,怎样区分它是一个局域网络的服务器呢?人们提出了子网的概念,用子网掩码来分割。这其中涉及一个网关的概念。
这里涉及了太多的内容,不是我们这种公共学科所能讲明白的,在计算机专业的相关课程里会有更加深入的介绍。同时我们也还要明白,即使将目前的 IP地址采取刚才所说的分割的办法也不能完全解决未来可能出现的计算机数量的增加的矛盾。现在人们已经提出了一种扩充 IP范围的方法,以保证未来随着计算机数量的增加,IP地址是足够使用的要求。
还有一个问题便是:使用这样的 IP地址来规定计算机的编号,我们在 Internet上浏览、访问其它计算机时,均要输入对方计算机的 IP地址编号,它要求我们必须记住对方的 IP地址,这成百上千的计算机我们又如何来记它们的 IP地址呢?显然这是不现实的,所以在互联网上实际上我们是输入对方计算机的名字来确认的,这部分内容在教材的 9.9节中讨论。即域名和域名服务器,计算机相互之间的识别、联接是根据 IP地址的规定来实现的,怎样将计算机的名字转化为 IP地址呢,这是域名服务器的作用,它是这一
.5.过程中的翻译。
9.6 传输控制协议
我们再来看看 IP协议,它规范两件事情:一是对 Internet上的计算机编号,即地址;二是对 Internet上的计算机通信时所遵循的数据分组进行规范。我们知道两台计算机要交换数据时,往往数据量是很大的,而这种大数据量不可能在一个传输周期内传送完毕,那么系统在传输时,便要将数据分割成一个小数据块(数据包),每一次仅传输一小块,一小块一小块地传输,直至所有的小块传送完毕。
请问这当中会不会发生这些小块在传送的过程中可能丢失的现象呢?这是显然的。比如,如果有很多计算机在同一时刻发送数据,Internet可能会出现超出其流量限制。当计算机发送的数据报比 Internet所能处理的数据报多时,路由器不得不丢弃到来的某些数据报。
IP协议及 IP软件不检测这种数据报的丢失情况。为了处理这些通信过程可能出现的问题,计算机采用另一个基本的传输控制协议 TCP(Transmission Control Protocol)。Tcp的功能是去掉重复数据,保证精确地按原发顺序重新组装数据报,并且在数据报发生丢失时重发数据。
解决数据报丢失的问题特别困难,因为数据报的丢失可能在传输过程的各个环节发生。TCP采用确认和超时机制处理数据报的丢失问题。除非确认在超时之前到达,否则发送方将重新发送数据。Tcp的超时机制在 Internet上工作得很好,Tcp自动根据目的计算机离源计算机的远近来自动修改超时值。
.6.Internet的结构相当复杂,一个传送过程中的数据报可以经由多条路径到达目的计算机。当路由器开始沿另一条新的路径传送数据报时,就好像高速公路上的汽车在前方出现问题时会绕道而行一样。结果由于路径的变化,一些数据报会以一中它们发送时同的顺序到达目的地。Tcp能自动检测到来的数据报,并且将它们按照原来的顺序调整过来。同样,网络硬件故障有时会导致重复的数据报,结果一个数据报的多个副本可能都会到达目的地。Tcp能够自动检测重复的数据报,而且只接受最先到达的数据报。
TCP协议的概念:
它是一种在 Internet上专门用来控制 IP数据报传送的通信协议。因此一般将它称为传输控制协议。其控制的实现是这样的:
一台计算机上的程序指定一个远程程序并发出连接呼叫,被呼叫的程序必须应答。一旦连接建立,两个程序就能够相互发送数据。最后,当程序停止运行时,双方终止对话。因此,TCP协议及软件使 Internet网上的通信类似于电话的交流方式,一旦两个程序建立了连接,它们就可以在交换任意大小的数据报后再结束通信。
大家可能要问,TCP怎样来检测重复的丢失的数据报呢?实际上 IP协议已经规定了数据报的标准,以TCP处理后对这些数据报进一步包装,即 TCP在每个数据报中都赋于了一个数据报的标识,接收方可以用到收的数据报的标识与到来的数据报的标识进行比较,如果是重复的数据报到来,接收方将不予理睬。与此相同检测丢失的数据报也是一样,接收方收到了某数据报的标识,而到来的数据报中的标识没有同样的,则说明传输过程中丢失了数据报。
.7.TCP又是怎样恢复丢失的数据报呢?
解决的方法是采用时钟和确认机制。无论何时,当数据报到达目的地时,接收端的 TCP软件就向源计算机发回一个确认信息,声明哪些数据报已经到达,发送方根据确认信息来保证所有数据报都能到达目的地。每次当 TCP软件发送数据时,就同时启动一个时钟程序。一旦超时,它就会通知 TCP。如果确认数据报在超时之前已经到达,TCP就取消这一计时器。反之,则向源计算机报告数据丢失,请求重新发送相关数据报。
只是说,这些过程均是以电子的形式来进行的,速度很快,我们感觉不到。
小结:在 Internet上一是通过 IP协议来规定计算机的地址以及数据报的规范标准,二是通过 TCP协议来控制数据报的传输,经过这两个协议的规范、控制让各计算机相互实现了通信和数据交换。
.8.
第三篇:TCP IP网络与协议课后题考试总结
1-5 RFC文档有哪几种可能状态,各种状态的含义是什么?
RFC文档共有8种状态。3个状态属于标准化轨迹,3个状态属于非标准化轨迹,2个状态为其他状态。
(1)标准化轨迹由3个成熟级构成,由低到高分别为提案标准、草案标准和标准。提案标准经过了深入的审查过程,收到多组织关注并认为有价值。但在成为因特网标准之前,还可能有很大变化。
(2)非标准轨迹分为实验性的规范,信息性的规范,历史性的规范。
实验性规范是研究和开发工作的归档记录。信息性的规范并不表示得到了英特网组织的推荐和认可,是一些因特网组织以外的协议组织和提供者提出的未纳入因特网标准的规范可以以这种规范发布。历史性的规范已经被更新的规范所取代。
(3)其他状态。有一些RFC文档专门用于对因特网组织机构商议结果进行标准化,为当前最佳实现BCP。还有一些RFC文档未被分类,其状态被标记为未知性(UNKNOWN),如因特网早起RFC文档。
2-6 Wi-Fi和WiMAX的含义分别是什么?
Wi-Fi是一种短距离无线传输技术,能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。随着技术的发展,以及IEEE802.11a及IEEE802.11g等标准的出现,现在IEEE802.11这个标准已被统称作Wi-Fi。
WiMAX既是一个与无线城域网标准IEEE802.16相关的互操作性组织,又是一个技术标准。这种技术为“最后一英里”宽带接入提供优于传统的电缆、数字用户线xDSL和T1/E1等方式的接入手段。现在WiMAX还被广义的理解为IEEE802.16标准系列的别称。
3-6 将以203.119.64.0开始的16个C类地址块构成一个超网,请给出该超网的超网地址和超网掩码
超网掩码11111111 11111111 11110000 00000000
255.255.240.0
超网地址是16也地址与超网掩码与运算得到 为203.119.64.0 3-7若一个超网地址是204.68.64.0,超网掩码是255.255.252.0,那么下列IP地址中那些地址属于该超网?
借了2位网络号,连续的号 为204.68.67.216,204.68.66.2 3-8 选a看59页注意3点
4-4 书P75地址解析报文内容的示例(1)(2)4-5 书P76反响地址解析报文内容示例(1)(2)
5-2 当IP数据报在路由器之间传输时,IP首部中那些字段必然发生可能发生变化变化,那些字段
必然变化的是 生存时间(TTL)、首部校验和。每经过一跳路由器,TTL值减一;首部校验和是根据首部生成的,TTL字段变化,首部校验和随之也要变化。可能变化的有 标志、片偏移。
5-4 为什么分片的重组必须在信宿机上进行?
各片作为独立数据包进行传输,在网络中可能沿不同的路径传输,不太可能在中间的某一个路由器上收齐同一数据报的各个分片。另外,不在中间进行重组可以简化路由器上的协议,减轻路由器的负担。
6-3 ICMP与IP协议是什么关系?
ICMP与IP协议位于同一个层次(IP层),但ICMP报文是封装在IP数据报的数据部分进行传输的。也就是说在TCP/IP协议栈中,ICMP协议位于比IP协议略高的位置。但ICMP并不作为一个独立的层次,而是只作为IP层的一部分存在。ICMP协议是IP协议的补充,用于IP层的差错报告、拥塞控制、路径控制以及路由器或主机信息的获取。当遇到IP数据无法访问目标、IP路由器无法按当前的传输速率转发数据包等情况时,会自动发送ICMP消息。我们可以通过Ping命令发送ICMP回应请求消息并记录收到ICMP回应回复消息。通过这些消息来对网络或主机的故障提供参考依据
6-4 书P108
往返时间=T当前-T初始-(T发送-T接收)=32530246-32530000-(32530130-32530100)=216ms 单程时延=216/2=108ms 时间差=32530100-(32530000+108)
6-5 在什么情况下主机决不会收到重定向报文?
你的主机就连了一台路由器作中间设备连接其他网络的时候,是不会收到重定向报文的。因为,路径就只有唯一的一个,永远是“最佳”的。
8-5 解释TCP是如何通过滑动窗口协议实现流量控制的。
滑动窗口协议通过发送方窗口和接收方窗口的配合来完成传输控制。P137两段理解
8-6为了避免和消除拥塞,TCP采用哪些策略来控制拥塞窗口? 书P138
3种策略几段加图
9-1递归解析与反复解析有什么不同?
书P150 两个标题内容
11-2 举例 书P181上面例子。11-5 书P180 中间段
13-3 试分析比较SMTP MIME POP IMAP之间的主要区别
SMTP命令定义了邮件传输和由用户定义的系统功能。当有用户发出邮件请求时,SMTP发送者建立与SMTP接受者之间的一条双向传送通信通道。SMTP接受者可以是最终的接受者,也可以是中间传送者。
POP是一个简单、功能有限的邮件读取协议。它不具有充足的资源保持SMTP服务器和本地邮件传送系统持续运行。但是,在这样的小结点上允许管理邮件并且使这些接点支持一个用户代理或客户邮件服务器又十分有用的。IMAP书P216 MIME并没有改动SMTP或取代它,而只是一个补充协议,它使得非ASCII数据可以通过SMTP传送。MIME继续使用目前的RFC822格式,但增加了邮件信体的结构,并定义了传送非ASCII码的编码规则。网上找的有:、简单邮件传输协议(SMTP):SimpleMailTransferProtocol
1.SMTP规定了在两个相互通信的SMTP进程之间应如何交换信息。SMTP使用客户/服务器模式,负责发送邮件 的SMTP进程作为SMTP客户;负责接收邮件的SMTP进程就是SMTP服务器.2.SMTP规定应答以数字开头,并限定可以使用的应答格式。标准还规定了对给定命令的应答。以2开头的应答意味着成功,以3开头的应答表明需要进一步的动作。4和5开头表示错误:
4开头是暂时性错误,例如磁盘满;
5开头则是永久性错误,例如接收用户不存在
二、POP 邮局协议(Post Office Protocol):
1.POP协议:提供对电子邮件信箱进行远程存取,允许用户的邮箱放置在某个运行邮件服务器程序的邮件服务器上,用户从其个人计算机对邮箱的内容进行访问。2.在收信人邮箱所在的服务器上运行两个服务器程序:
(2)SMTP邮件服务器程序,它用SMTP协议将信件接收到邮件服务器上。
(2)POP服务器程序,它与收信人计算机中的POP客户程序通过POP协议进行通信。POP服务器只有在用户输入鉴别信息(如密码)后才允许对邮箱进行访问。3.IMAP
邮件协议是Internet消息访问协议(Internet Message Access Protocol,IMAP)。IMAP和POP都采用客户/服务器模式工作,但它们有很大差别: POP:从网上收到的邮件交付给一个共享邮件服务器,而个人计算机可以不定期地连接到这个共享服务器,将用户的邮件下载到个人计算机上。此后,所有对邮件的处理都在用户的计算机上进行。POP服务器就可以不再保存这些邮件。因此使用POP允许用户脱机处理收到的信件。
IMAP:能使用户就像在本地一样,操纵在接收邮件服务器上的邮箱,是一个联机协议。若用户需要打开某个邮件时,则该邮件才传到用户的计算机上。在用户未发出删除邮件的命令之前,IMAP服务器邮箱中的邮件一直保存着,因此用户需要经常与IMAP服务器建立连接。
POP和IMAP是用户从目的邮件服务器取回邮件时使用的协议,SMTP是发信人的用户代理向源邮件服务器发送邮件,以及源邮件服务器向目的邮件服务器发送邮件所使用的协议。
.MIME不是一个邮件协议,它没有改动SMTP,也不能代替SMTP,它只是SMTP的一个扩展。允许通过SMTP发送非ASCII码数据。
3.MIME的主要包含:
(1)增加了5个新的邮件头部字段,这些字段提供了有关邮件主体的信息。(2)定义了许多邮件内容的格式,对多媒体电子邮件的表示方法进行了标准化。(3)定义了传送编码,可对任何内容格式进行转换,而不会被邮件系统改变,可以实现透明传输
13-5 简述电子邮件的工作过程
电子邮件的工作过程遵循客户-服务器模式。每份电子邮件的发送都要涉及到发送方与接收方,发送方式构成客户端,而接收方构成服务器,服务器含有众多用户的电子信箱。发送方通过邮件客户程序,将编辑好的电子邮件向邮局服务器(SMTP服务器)发送。邮局服务器识别接收者的地址,并向管理该地址的邮件服务器(POP3服务器)发送消息。邮件服务器识将消息存放在接收者的电子信箱内,并告知接收者有新邮件到来。接收者通过邮件客户程序连接到服务器后,就会看到服务器的通知,进而打开自己的电子信箱来查收邮件。
电子邮件在发送与接收过程中都要遵循SMTP、POP3等协议,这些协议确保了电子邮件在各种不同系统之间的传输。其中,SMTP负责电子邮件的发送,而POP3则用于接收Internet上的电子邮件。在Internet上将一段文本信息从一台计算机传送到另一台计算机上,可通过两种协议来完成,即SMTP(Simple Mail Transfer Protocol,简单邮件传输协议)和POP3(Post Office Protocol,邮局协议3)。SMTP是Internet协议集中的邮件标准。在Internet上能够接收电子邮件的服务器都有SMTP。电子邮件在发送前,发件方的SMTP服务器与接收方的SMTP服务器联系,确认接收方准备好了,则开始邮件传递;若没有准备好,发送服务器便会等待,并在一段时间后继续与接收方邮件服务器联系。这种方式在Internet上称为“存储——转发”方式。POP3可允许E-mail客户向某一SMTP服务器发送电子邮件,另外,也可以接收来自SMTP服务器的电子邮件。换句话说,电子邮件在客户PC机与服务提供商之间的传递是通过P0P3来完成的,而电子邮件在Internet上的传递则是通过SMTP来实现。
大题按老师画的看
第四篇:IP网络监控工作职责范文
1.负责中国电信IP骨干网监控,协IP网全网设备、网络故障处理。
2.负责IP骨干网设备的集中维护。
3.负责对骨干网设备进行配置和适时路由调整。
4.负责对现场设备维护进行技术支撑。
第五篇:IP网络监控是否已经成熟?
IP网络监控是否已经成熟?
经济的发展促使着人们不断的提高安防意识,当传统的本地模拟监控方式逐渐不能满足某些行业大范围、远距离监控的需求,如银行跨地区联网监控时,通过网络将图像进行远程传输的集中监控方式应运而生。目前,随着互联网的大范围普及,远程监控已经渗透到教育、政府、娱乐场所、医院、酒店、运动场馆、城市治安等多种领域。
熟悉远程监控的人都知道,将图像摄取后进行远程传输的主要方式除了互联网,还有光纤。有人认为,通过光端机和光纤进行远程监控,其视频图像的质量和传输速度要优于网络传输,但是它昂贵的成本和复杂的布线工程让人望而却步。更重要的是,其组网能力相对较差,不能满足大型监控项目的需求。而网络监控则在此显示出它独有的优势:凡是有网络的地方就能构建网络监控系统。由于省去了传统的布线和线路维护费用,使得网络监控系统的安装成本大大降低。对于使用者来说,网络监控还不受时间、地点限制,在授权的情况下可以随时按需监控,实现即插即用即看,使用方式相当便捷。于是,IP网络监控一致被业界认为是未来视频联网监控的主要趋势。
网络监控的优势和广阔前景促使国内外安防厂商纷纷研发适合网络监控的产品,如先前的DVR,后来的网络摄像机、视频服务器等。这些网络产品由于采用了先进的数字压缩技术,可使传输带宽和存储要求达到更小化,以弥补因网络带宽不足而导致的缺陷。近年来,数字视频监控系统的核心设备——网络摄像机和视频服务器因为具有更多的智能特性和强大的联网功能,而成为网络监控市场的新宠儿。据Gartner集团预测,202_年全球视频服务器的销售额将达到420亿美元,年均增长将达到64%,而中国市场的增长速度更有望超越国际水平。同时,在宽带技术快速发展的驱动下,网络监控摄像机市场也将以每年57.5%的速度增长。
除了研发适合网络传输的产品,目前IP网络在质量管理上也已经有了很大的进步。随着国家对网络建设的重视,网络技术在不断更新,更高宽带网络将会得到使用。另一方面,为了解决网络带宽问题,相关企业也在不断推出新的联网解决方案,使得IP网络监控技术不断完善。那么,IP网络的带宽问题是否真的已经完全解决?中国的网络监控还面临着哪些发展障碍?未来,网络监控的发展趋势又将如何呢?
本次“话题大家谈”邀请到北京兆维光通信技术有限公司总工程师郭树晓、安讯士通信公司中国区经理王莹莹、北京可视通有限公司总协调沟通者沈南、北京东英创新科技发展有限公司网络视频部经理杨冠军,以及深圳开发科技股份有限公司系统集成事业部工程师张文瑞,他们都是网络视频监控方面的专家。让我们一起来听听他们的独到见解。
“IP视频监控还只是刚刚进入快速成长期”/ 6
IP网络监控行业正如火如荼地发展起来,新产品,特别是各种网络DVR、视频服务器和网络摄像机等硬件产品不断涌现出来。现在,基于IP网络的视频监控应用已经相当普及,只要有网络的地方都可以实现,通过Internet监控,地球就像一个村!
但是IP网络监控市场远未成熟,还只是刚刚进入到快速成长期。无论是在技术上还是运用上都存在一些缺陷。
它在技术的不成熟体现在以下方面:
一、视频质量与模拟相比还存在不同程度差距,高质量的视频流往往占用大量网络带宽,而广域网带宽目前并不便宜;
二、无论是硬件还是软件,对于如何在复杂网络环境下保证效果并没有深入的研究和解决措施;
三、硬件编码、传输、联动等没有形成标准,各厂家往往各行其是;
四、高品质,低价格的硬件产品远没有出现。
而IP监控在行业应用上的不成熟则表现为:缺乏真正有行业特色的应用或者说是解决方案,各系统大同小异;重传输,轻应用;重图像质量,轻信息提取和利用;缺乏行业底层标准,各硬件厂家各行其是,互不兼容,使解决方案提供商在进行系统开发时效率低下,在底层介入方面浪费资源过多,不利于应用产品的迅捷开发;没有出现一些大的玩家,行业还处于诸侯混战阶段。
由于IP监控存在的一些不足,市场上产生了“光纤到户”优于网络监控,IP宽带即将过时的争议。这种争论的焦点还是起源于传统视频监控。优异的视频质量谁都不会拒绝,但问题是得到的价值有多大?付出的代价又有多高?其实,随着视频分析、计算机视觉技术的发展与成熟,完全可以在前端就抽取一些有价值的数据,以很小的数据量传回后端,根本无需保留海量视频数据。这个小例子就说明我们应该转换思路,逐渐摆脱传统的单纯靠肉眼接收、判读视频数据的观念。
未来,网络监控将呈现出两个发展趋势。一是集中监控替代传统的分散和孤立监控,网络正是实现这一转变的桥梁。二是智能化后台应用。以前,大量的视频数据不能得到充分、及时的利用,很多有用信息很难或者无法提取和保存。数字化、网络化的好处就在于:随着视频分析技术、多媒体数据库、人工智能技术的发展,我们逐渐能够及时、自动地从视频流中提取大量信息,这些信息可以传输、保存和检索,也可以驱动其它数据,轻而易举地完成人力很难完成的任务。
沈南,数字图像处理专业硕士,现任职于北京可视通技术有限公司,主管总协调沟通事务。
“从技术上来讲,IP网络监控已经趋于成熟”
网络监控是数字视频应用中高端的一类。从技术上讲,IP网络监控已经趋于成熟。
目前,越来越多的模拟解决方案已经被数字方案所取代。数字技术可实现音频-视频的数据压缩,使传输带宽与存储要求达到最小化,该技术还允许安全摄像机在无需大量同轴线缆的情况下在标准数据网络上运行。如今,数码摄像机已成为整个监控摄像机市场增长最快的部分,其中包括在商店、购物中心、办公楼、游乐场、体育中心、以及其他要求安全性的联网环境中所使用的摄像机。
数字视频监控系统相对传统视频监控系统来说是一个显著的飞跃,它增加了更多的智能特性。另一方面,数字化的视频档案更加便于管理,例如可以通过自动图像分析方法来找到目的片;数字化信息通过网络更便于传输;数字压缩技术还可以节省存储空间并实现对所记录材料的快速搜索,为了最大程度地减少网络流量,可以对摄像机进行编程,使其只在特定事件时才发送图像。目前的数字压缩技术主要有H.261、H.263、M-JPEG、MPEG系列标准。以上这些技术,早已成功地运用到网控中,只不过针对不同的客户及依据不同的网络环境采用不同的解决方案而已。
纵观IP网络技术的发展,这几年IP网络在QoS(质量管理)上有了很大的进步。但现有的IP网络大都只是在单个节点上提供相对优先权的处理。下一代网络应能为营运商提供一套方便的网络业务运营的管理手段,并提供多业务承载的能力。IP网还必须以保障业务的可靠运营。最后,它应能够保证向用户提供类似原来电信网相同甚至更好的服务质量,使业务在网络上的时延、时延抖动、丢包情况可控、可预测。
下一代互联网(NGN)技术将会对网络监控产生巨大的影响,一是网络带宽将会变化,目前各种新技术已经产生;二是网络协议的变化,例如IPv6实现了质量管理,可以按要求对不同内容进行带宽的分配,这一点会对各类视频应用产生质的改变。因为NGN重点考虑的一点就是视频应用。
杨冠军:北京东英创新科技发展有限公司网络视频部经理,中科院软件所研究生,对网络视频有独到的见解。
“随着网络的完善,IP网络监控将会得到长足的发展”
随着人民生活水平的提升以及对安防要求的提高,传统意义上的模拟本地化监控已经远远不能满足市场需求。而网络系统的飞速发展,使得依靠网络进行远程视频监控成为可能。
对于大型的监控系统来说,网络监控相对本地监控有着无可比拟的优势,具体体现在监控方式更灵活、系统施工和维护造价相对低廉、可保存的数据量更大、数据保存方式更多、数据应用形式更广、系统集成度更高。而另一方面,以网络为基础的视频监控突破了时间、地域的限制,只要有网络存在的地方就可以建立网络监控系统,省去了传统的布线和线路维护费用,降低了监控成本;用户在授权的情况下,就可以不受地域限制随时按需监控,实现即插、即用、即看。
可以说,现阶段通过网络及网络产品已经真正实现了分散布点、集中监控的远程传输。在一些特定的场合,网络监控得到了有效的应用,受到了广大安防厂商和行业用户的广泛关注。
但是值得我们关注的是,网络视频的传输是当初网络协议提出时所未料及的。
我们知道,图像是一个恒定的信息流,而在因特网内部,信息却不是一个恒定的流。在图像传输过程中,TCP(播送控制协议)先将发送的信息分解成多个数据包,每一个数据包用一个序号和接收地址来标定,并插入一些纠错信息,按序组合并保证可靠性传送。而IP(Internet协议)则将数据包通过网络传送给远程主机并负责数据包的寻址。在另一端,TCP接收到数据包并核查错误,若有错误发生,TCP要求重发这个特定的数据包,只有所有的数据包都被正确地接收,TCP才用序号来重构原始信息。基于网络传输的这些原理,网络视频监控对网络有着很大的依赖性。庞大的数据和信号流量与目前相对过小的可用带宽产生的矛盾导致人们对IP网络视频监控的应用和前景并不十分乐观,而图像质量、网络速度、传输时延、网络安全等问题,也成为大家关注的焦点。
虽然网络监控暂时存在种种缺陷,但我们也应该看到,网络发展的空间非常巨大。国务院出台的政策对网络建设鼓励非常,作为IP网络监控的载体,IP宽带的发展和完善将极大的提高用户对IP网络监控的信心。国内的多家网络运营商已经个个摩拳擦掌,大部分安防业内人士也认为,远程网络传输应该是监控行业的一个重要的发展方向。同时,它的市场前景促使国内外的安防厂商纷纷将研制适应网络监控的监控产品作为公司的科研重点。据国外有关方面预测,网络摄像机在202_年将占据全球市场需求的一半。
目前,国内外相关人士都在努力地改进和完善IP网络视频监控固有的缺陷,虽然短期内还很难满足用户的需求,IP网络视频监控技术只能说是日趋完善,但可以预料的是,IP网控将会随着网络的进一步完善而得到长足的发展。
郭树晓,北京兆维光通信技术有限公司总工程师,具有十余年通信技术及市场的经验。
“从目前中国的网络监控应用状况来看,还有很多不太完善的地方”
IP网络监控主要是利用现在的网络资源通过IP寻址技术来定位网络中的监控点,通过现有网络来传输音视频资料,具有投入少,使用范围比较广泛的特点。
但从目前中国的网络监控应用状况来看,还有很多不太完善的地方。
首先,宽带网络并没有在全国范围普及,特别是内地城市及边远地区。人们对网络监控还不是很了解。而在网络普及的地方,由于早期的网络建设并不适合流量较大的音视频信号的传输,速度比较慢,影响到监控的效果。IP网络监控主要是速度慢慢不能满足日益增长的需要,随着人们对网络视频的监控要求越来越高,需要传输的数据量越来越大,因此,就需要网络的速度能得以提高。面对光纤网的冲击,将来,IP网络监控可能会随着光纤网的普及而慢慢减少。但是由于目前光纤网的价格相对比较高,IP网络监控可以说在未来几年还是在社会生活中充当不可代替的作用。
其次,在网络监控本身技术上,目前还没有一个统一标准。各厂商各持各自标准,推广自己的一套网络连网方案,不同厂商之间的设备往往因为标准不同,而不能相互通用,也给网络监控系统的改造带来投入较高的问题。目前,关键措施
是由国家相关部门或者行业协会来制定一个统一的行业标准。
针对当前IP网络监控存在的问题,各家公司都提出了自己的解决方案。我们开发科技股份有限公司在网络视频传输领域、产品研发及生产方面都取得了优良的成绩。我们在A市一家商业银行成功地建立了跨全市各支行的远程联网监控系统。采用TCP/IP的传输方式,通过普通IP网络成功地实现分行监视,总行监控的目的。通过自己研发的技术实现跨网关传输,且Windows/Linux两套方案同时运行于同一网络上,实现了按需要灵活使用不同的服务器平台及操作平台。视频传输效果达到目前国内同行业领先水平。与国外相比,由于IP网络的速度相对比较慢,在网络存储方面还有待进一步提高。
张文瑞,深圳开发科技股份有限公司-系统集成事业部工程师,从事高清晰数字硬盘录像机及DVR板卡的市场运营工作,熟悉DVR及大型远程网络监控。
“现阶段除了要改善网络环境,企业发展自身核心技术才是解决之道”
随着Internet的爆炸式发展,IP网控在商业应用和多媒体服务等方面得到了迅猛的推广。其中,ADSL作为一种IP网络接入方式,是目前数字用户环路家族中最常用、最成熟的技术。一些PC业界领袖Microsoft、Intel、Compaq,各大网络公司CISCO、Siemens、Alcatel、Paradyne等相继推出了ADSL的产品,并致力于ADSL的发展。
就技术而言,ADSL属于非对称式传输,在一对铜线上支持上行速率640Kbps到1Mbps,下行速率1Mbps到8Mbps,有效传输距离在3-5公里范围以内。由于ADSL方案以现有的电话双绞线为传输介质,受双绞线自身特性的局限,其传输带宽无法和同轴线、光纤等相比,并且电话线从用户处直接通到电信局的结构使它更易受到外界干扰。
就目前IP宽带的运营情况来看,网络运营商针对个人用户、网吧、酒店、商业客户的运营模式方面还比较粗放,主要体现在服务上并未真正差异化。导致了在链路带宽、设备资源紧张时,普通客户与大客户之间抢占资源的矛盾。
纵观202_年,ADSL依然以其线路租赁费用合理,初始安装简便,带宽稳定的优势在宽带市场扮演主角。价格,仍然成为推动以ADSL为接入方式的IP网络控制未来增长的主要要素,全球性的IP宽带热将会持续下去。
不得不承认的是,IP带宽会影响到图像的传输帧率,但是这对安讯士产品的图像质量却不会产生任何影响。因为安讯士研发的核心技术芯片将克服因为网络因素而对监控图像产生的影响。就国内很多企业在IP网控方面遇到的困难,现阶段除了要改善网络环境外,发展自身的核心技术才是根本的解决之道。对于那些还没有能力研制开发自身核心技术的厂商,增加与业界其他厂商的优势联合也不失为一种很好的方法。
随着技术的发展,带宽将不再是制约网络监控发展的主要因素,未来的网络监控将会是高清晰、高解析度图像的实时传输,我们也正在向这个方向不断努力。
王莹莹,瑞典籍,毕业于瑞典Boras经济大学,具有十多年外企工作经验,Axis Communications公司中国区经理。