網絡監控基礎知識11.視頻圖像的基礎知識視頻圖像分辨率壓縮編碼碼率幀率處理2模擬、數字圖像模擬圖像連續的.難以處理無像素概念數字圖像分離的易于處理1個像素表現1種顏色3數字圖像分辨率4CIF(704x480)HalfD1(352x480)2CIF(704x240)CIF(352x240)D1(720x480)*NTSC4CIF(704x576)HalfD1(352x576)2CIF(704x288)CIF(352x288)D1(720x576)*PAL用于廣播系統的數字圖像分辨率數字圖像的像素點分辨率越高，圖像越細膩.全高清(1920x1080)SemiHD(1366x768)4圖像分辨率QXGA(2048x1536)UXGA(1600x1200)SXGA(1280x1024)XGA(1024x768)SVGA(800x600)VGA及百萬像素的圖像顯示(監視器)VGA(640x480)QVGA(320x240)清晰度像素分辨率畫面比例QCIF2.5萬176×14411：9CIF10萬

352×28811：92CIF20萬704×28822：9DCIF20萬528×38411：8HALFD120萬720×2885：2VGA30萬640×4804：34CIF40萬704×57611：9D141萬720×5765：4SVGA50萬800×6004：3XVGA80萬1024×7684：3WXGA(HD)100萬1280×72016：9SXVGA

120萬1280×9604：3SXGA130萬1280×10245：4UXGA200萬1600×12004：3FULLHD

200萬1920×108016：9QXGA300萬2048×15364：3QSXGA500萬2560×19204：35CIF(352x288)SXGA(1280x1024)SXGA(1280x1024)CIF(352x288)CIF(352x288)SXGA(1280x1024)3mm50mm像素與可視畫面的概念6大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點7MODELRESOLUTIONCODECQXGAUXGASXGATallHDHDXVGASVGAVGAQVGAMJPEGMPEG4H.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8壓縮為什么需要壓縮?標準D1全彩720x480x24bit=4147200bits=506.25kbytes4Giga存儲無壓縮4Giga/506.25K=700幅圖片→可存儲4分30秒1/30壓縮可存儲135分存儲方面無壓縮1/30壓縮傳輸方面124Mbps4Mbps9壓縮什么是壓縮?減少冗余full圖像partofthe圖像相似的顏色→空間冗余表現一個像素不同于前一個像素小差異→時間冗余表現一幀不同于前一幀10圖像壓縮原始圖像(24bits/像素)重建圖像(0.75bits/壓縮)重建圖像(0.25bits/像素更大失真!1/321/96如何選擇壓縮級別?11視頻壓縮

靜態(圖像)壓縮

動態(視頻)壓縮12壓縮類型圖像壓縮T1圖像壓縮T2圖像壓縮T3圖像壓縮T4圖像壓縮T5幀內壓縮幀間壓縮M-JPEGMPEG-4H.26413幾種方式數據大小對比H.264與其它標準比較14H.264運動估算HPel/QPel:搜索區域，找到匹配模塊QPel(1/4)Hpel(1/2)15幀間壓縮（I,P,B幀）I-幀(幀內編碼幀)通常稱為關鍵幀對一幀中的內容進行獨立審查,無論是幀前或是幀后.P-幀(預測幀)通常被稱為增量幀P-幀緊隨一個內容或顏色都不同于前一個I-幀的I-幀因為一個P-幀僅僅包含改變的數據,所以它不能顯示自身內容其需要I幀填充切換的原始內容B-幀(雙向預測幀)也被稱為增量幀附加內容冗余可以在壓縮的過程中,參考原有幀內容和顏色變化時去除掉.B-幀不能被訪問且顯示自身內容.需要一個I-幀和周圍的P-幀去填補原有內容.16幀間壓縮（GOP)GOP始于I-幀,通常緊隨大量的P以及B-幀.在下個I-幀前從I-幀到P-幀的間距每一個GOP都是獨立的,所有的預測幀都包含在每個GOP里.……GOP大小GOP大優點：碼流小GOP大缺點：移動時畫質差，馬賽克多17H.264類型簡介概念主要技術復雜性質量比特率基線類baseline基本技術+容錯I片,P片CAVLC主類Mainprofile基本技術+高壓縮技術I片,P片,B片CAVLC+CABAC加權預測擴展類Highprofile基礎技術+高壓縮技術+流媒體技術I片,P片,B片CAVLC加權預測數據分離H.264什么是H.264基于MPEG-4更高的壓縮率碼流比M-JPEG少80%，比MPEG少30～50%181.簡單的說，HighProfile比Main，支持更多的特性，可以使壓縮比更高，在同樣的質量下，視頻文件體積更小Baseline,Main,Highprofile的區別：HighprofileMainprofileBaseline向下兼容2.兼容性CMS為Baseline不兼容highprofileIPCCMS為highprofile兼容main/baseIPC19三星H.264編碼熵編碼CAVLC(基于語境的自適應VLC)常規模式→短比率

非常規模式→長比率類似于摩斯電碼. ‘e’用‘●’表示 ‘z’用‘━━●●’表示CABAC(基于語境的自適應雙計算編碼)

浮點運算值用于表示數據使用的可能性.需要更多的CPU資源.→因其具有高復雜性和圖像質量二位元算法概率估算關聯建模CABAC技術H.264CodecDSPCABAC

壓縮效率更高，但CPU占用多20比率控制CBR(恒定比特流)(固定的)在視頻和音頻編碼中比特流不波動；簡單和慢速運動場景接收的數據比率與復雜和快速運動場景的相同；VBR(可變比特流)(自適應)簡單和低動作場景接收到更少數據比率，而復雜和高動作場景接收到更多數據比特率以顯示那些無拖尾的場景.VBR編碼媒體將產生更好的音質媒體，但需要更多的時間進行編碼.一般來說更傾向于消費者視頻應用，如DVD或MPEG-4。雖然固定但也有上下10%浮動21幀率幀率表示為每秒內包含多少幅圖像.當超過24fps后，肉眼無法判斷更高的幀率.在美國，TV系統NTSC幀率一般為30fps，在歐洲PAL系統中幀率一般為25fps.fps:幀每秒ips:圖像每秒(與‘fps’相同意思)0.0s1.0s30fps6fps*P幀、B幀也單獨算一幀22允許比特流適應網絡以及終端限制調整傳送3種可調方式:時間(幀率)質量(信噪比)分辨率Wide帶寬高質量全幀率(30fps)高分辨率(D1)低質量幀率分辨率適應帶寬（降低寬帶）23視頻渲染逐行掃描與隔行掃描逐行掃描隔行掃描奇數場偶數場24去交織功能去交織功能關閉→圖像交織現象去交織功能打開→去除交織現象252.開放性系統互連(OSI)型號及協議OSI型號,協議26協議?為進行網絡中的數據交換而建立的規則、標準或約定。用于不同系統中實體間的通信。兩個實體要想通信，必須有“同一種語言”，而且，對于通信內容，怎樣通信和何時通信，都必須遵守一定的規定，這些規定就是協議。包括OSI,開放式等應用表示會話轉換網絡數據鏈接屬性應用表示會話轉換網絡數據鏈接屬性100100…0001027OSI7個層級應用層網絡處理到應用數據表示層數據顯示，編碼和解碼，轉換機器獨立數據到機器非獨立數據會話層建立、管理和終止會話傳輸層端到端連接和可靠性,流量控制數據段網絡層基于網絡層地址（IP地址）進行不同網絡系統間的路徑選擇分割和重新組合數據包數據鏈路層MAC、LLC(物理編址）幀物理層建立、媒體，信號和雙傳輸比特28OSI7層及TCP/IP協議組*OSI7個層級應用層演示層會話層傳輸層網絡層數據鏈接層物理層TCP/IP協議組應用層傳輸層網絡層網絡接口層29網絡協議應用層與其他計算機進行通訊的一個應用，它是對應應用程序的通信服務的。HTTP,Telnet,SSH,FTP,SMTP,POP3,DNS,DHCP,TFTP,SNMP…傳輸層直接處理主機到主機的通信任務，使用TCP和UDP等協議提供總架構在主機間的數據傳輸。TCP,UDP…網絡層提供一臺電腦多鏈接間的通信方式，并促進網絡連接。其包括最基本的互聯網協議，意指基本的編址命名空間，IPv4和IPv6用來辨別和定位網絡上的主機。IP(IPv4,IPv6),ICMP,ARP,RARP…網絡接口層提供基本功能，可與計算機的網絡硬件以及連接間信息的相關管理進行相互配合。Ethernet,TokenRing,FDDI,PPP,HDLC,Frame-Relay…30應用層傳輸層網絡層網絡接口層數據包裝應用數據應用數據TCP/UDPHeader應用數據IPHeader應用數據IPHeaderMACHeaderMACFooterTCP/UDPHeaderTCP/UDPHeader31IPC被訪問碼流數IPC交換機00監控主機1192.168.1.200監控主機2192.168.1.201兩臺PC同時觀看同一個IPC時，產生2個碼流。視頻碼流profile1IP200MacheadMacFooterTCP視頻碼流profile1IP201MacheadMacFooterTCPMAC1MAC232IPC碼流處理負載監控主機1H.2641280×720CPUDSP監控主機2Profile2兩臺PC同時瀏覽同一個IPC，當使用相同profile瀏覽時，DSP只編碼一次，CPU進行2次封裝H.2641280×720Profile2監控主機1H.2641280×720CPUDSP監控主機2Profile2M-JPEG640×480Profile1兩臺PC同時瀏覽同一個IPC，當使用不同profile瀏覽時，DSP編碼兩次，CPU進行2次封裝由此可見，當用戶同時觀看兩種不同分辨率的畫面時對IPC會造成更大的壓力。33TCP（傳輸控制協議）TCP提供互聯網上兩個應用層進程間的邏輯全雙工連接。TCP提供這些帶有面向連接的、可靠的、有序的、比特碼流服務的應用進程。*特性轉移規范數據

目的主機根據序列號重組。丟失包重傳輸錯誤免費數據轉移

限制發送器轉移數據比率以確保可靠傳送。接收器持續暗示發送者數據是怎么接收的。流量控制阻塞控制TransmitterReceiverACKs34UDP(*用戶數據包協議)UDP是一個簡單傳輸型號，無需隱晦交換來提供可靠性、有序性或是數據完整性。*特性不可靠

無概念，重傳送或超時。無序傳輸壓力輕

無有序信息，無跟蹤連接等等

。數據包

數據包單獨發送，只有在數據包接收后才檢查其完整性。無阻塞控制35IPC單播/組播性能單播三星IPC碼流方式有兩種：單播和組播；單播遵循TCP協議，組播遵循UDP協議。響應IPCCPUDSPPC發送數據由上圖可見，在建立通訊時IPC的CPU部分需要進行兩次處理才能完成會話。36組播由上圖可見，IPC和PC建立通訊時，IPC不需要作出回應，因此CPU部分只做一次處理。由此可見，在單播模式下（TCP),IPC的處理壓力要大于組播模式，三星IPC最大用戶接入數量為：單播模式下10個用戶，組播模式下20個用戶。IPCCPUDSP發送數據PCIPC單播/組播性能37RTP(*可靠傳輸協議)RTP為那些需求實時傳輸的應用提供端到端傳輸功能，如單播或組播網絡服務下的音頻或視頻。組播單播視頻、音頻38RTSP(*實時流傳輸協議)-1RTSP是一個網絡控制協議，針對控制碼流媒體服務器而設計的。協議用于建立和控制終端間的媒體會話。RTSP使用RTP傳輸視頻/音頻數據

。*RTSP碼流客戶端:MPplayer,,RealPlayer,VLC播放器,Winamp,Windows播放器…*RTSPURL(三星網絡攝像機)[類型1]rtsp://<設備IP>/<編碼類型>/媒體.smp[類型2]rtsp://<設備IP>/簡介<no>/媒體.smp*RTSP端口RTSP協議的默認端口是554，可根據需求變換39RTSP(*實時流傳輸協議)-2*三星網絡攝像機Web瀏覽器設置>網絡>端口>RTSP端口,使用超時使用超時如激活了使用超時，設備會定時驗證接收的RTSP指令。如設備在1分鐘內沒有收到任何指令，RTP/RTSP會話自動斷開。40NTP(*網絡時間協議)NTP是通過網絡與電腦時鐘同步的一種協議，可提供UTC（世界調整時間）。不傳送時區或DST(夏令時)的信息。設置>系統>日期&時間>系統時間設置>與NTP服務器同步41HTTP(*超文本傳輸協議)超文本傳輸協議(HTTP，HyperTextTransferProtocol)是互聯網上應用最為廣泛的一種網絡協議。所有的WWW文件都必須遵守這個標準。*Web瀏覽器設置>網絡>端口>RTSP端口,使用超時HTTP端口默認端口是80,可更改當使用80時,在URL中端口號可以省略.當使用其他端口號,需添加到URL.使用80–0使用8080(更改)–0:808042DHCP(*動態主機設置協議)DHCP是一個可讓網絡管理員進行中央管理，并在一個組織網絡里自動化IP地址分配的通信協議。DHCP針對網絡設備分配的有效IP地址采用“租賃”或時間量的概念，尤其對那些經常變更的用戶來說非常有用。43PPPoE(*以太網上端對端協議)PPPoE是一個在以太網幀里面壓縮PPP（端對端協議）幀的網絡協議。其主要與DSL服務一起使用，單個用戶可通過以太網連接到DSL調制調解器上。PPPoE(名稱/密碼)需要輸入特定名稱和密碼來連接PPPoE調制調解器。44FTP(*文件傳輸協議)-1FTP是一個標準的網絡協議，通過基于TCP的網絡科從一臺主機傳送文件到另外一臺主機上。一旦發生事件，三星網絡攝像機支持傳送圖像到FTP服務器上。*三星網絡攝像機網絡瀏覽器：設置>事件>FTP/E-mail>FTP配置被動模式如果由于防火墻或FTP服務器設置的問題需要連接被動模式，使用被動模式。45FTP(*文件傳輸協議)-2*FTP模式主動模式

-客戶端發送IP地址和端口號到服務器上，服務器初始化TCP連接。

-客戶端裝了防火墻便不能接受接入的TCP連接。

-防火墻設置

+服務器:開放TCP21端口給客戶端

+客戶端:允許任何服務器需求的端口（安全性問題）

被動模式

-客戶端發送PASV指令到服務器上，然后會接收到一個IP地址和端口號。客戶端使用它們來打開數據以連接到服務器上。

-防火墻設置

+服務器:開放TCP21端口和TCPn端口給客戶端

+客戶端:無特殊設置46SMTP(*簡單郵件傳輸協議)SMTP是一個針對網絡傳輸電子郵件的互聯網標準。SMTP用于郵件發出傳輸并使用TCP端口25。*三星網絡攝像機網絡瀏覽器安裝>事件>FTP/電子郵件>電子郵件配置如：163SMTP服務器：S126SMTP服務器：S網易SMTP服務器：S47DNS(*域名系統)DNS是把域名/主機名譯為IP地址的TCP/IP網絡服務。※域名比數字IP地址更有意義。因此用戶記下URL并向DNS服務器申請IP地址連接到網絡服務器上。DNS客戶端DNS服務器請求S的IP地址3反饋連接到3Web服務器www.三星12348DDNS(*動態域名系統)DDNS把域名/主機名譯為動態IP地址的TCP/IP網絡服務。※網絡服務器使用的動態IP地址常被改為IP地址。每次修改了IP地址都會上傳到DDNS服務器上。DDNS用戶DDNS服務器請求S的IP地址動態IP地址反饋連接到更改的IP地址網絡服務器123網絡服務器的IP地址變更都會在DDNS服務器上更新IP地址。49動態DNS是能讓網絡設備通知域名服務器（DNS）實時更改其配置的主機名、地址或其它信息的主動DNS配置的一種方式/網絡。建立主機名，注冊用戶DDNS服務器設備注冊主機名:stwdemoRegisterIP地址解析主機名、連接到http://www.三星/stwdemo查詢IP地址響應IP地址鏈接設備注冊一個用戶賬號DDNS：動態DNS50DDNS設置第一次創建主機名,到設備頁面，DDNS設置、指定相同的主機名稱312主機名稱首先,創建設備主機名/三星51ONVIF(*開放式網絡視頻接口論壇)ONVIF是一個全球性的開放性行業論壇，其以促進發展為目的，使用全球開放標準來連接基于物理IP技術的安防產品。換句話說，就IP產品在視頻監控和其它物理安防領域里如何相互通信而建立的標準。*ONVIF會員多達300家公司523.網絡設備Cable,Switch,PoE53LAN線纜–Cat5,Cat5e,Cat6Cat(類別)類別反映的是線纜承載的帶寬。總的來說，線纜的類別越高其厚度就越大，因為其使用的是更厚的線材來提高傳輸質量。一對對的扭擰比例抑制噪音要視乎每一對的扭擰設計類別最快速度光譜帶寬描述CAT5100Mbps100MHz半雙工:只利用2對在4對銅線間通信CAT5e1Gbps100MHz‘e’代表“增強”全雙工:使用所有4對來通信CAT6Gigabit250MHz發展到支持10G以太網CAT5e是使用的最小標準線纜。CAT5e線纜是大多數新安裝的選擇，包括補丁和渡線的使用。由于質量好的CAT5e會像CAT6那樣的工作速度，大多安裝人員和終端用戶會選擇CAT5e，而不會多花錢去用CAT6。54集線器，交換機，路由器名稱描述OSI層級中繼器一臺增大輸入信號的簡單網絡設備，能讓信號走更遠的距離。1層集線器連接多臺以太網設備在一起不管理任何過集線器的流通量廣播包到所有連接設備：包碰撞結果只有一臺設備能夠在同一時間發送和接收包：半雙工1層交換機有每臺連接設備的MAC地址表（MAC地址及其端口）把幀轉送到有專門MAC地址的終點全雙工可防止連接設備間的碰撞2層路由器基于IP地址，路由器可從一個網絡把信息路由到另外一個網絡路由器是第3層網關，意味著路由器像網關那樣連接著不同網絡最常用于把LAN接到互聯網上3層551、交換機帶寬的概念SWITCHPC40Mbps40Mbpsor80Mbps?IPC1IPC2IPC3IPC410Mbps10Mbps10Mbps10Mbps562、背板帶寬和吞吐量背板帶寬≈吞吐量交通順暢57吞吐能力＜背板帶寬出口堵塞交通堵塞的兩種情況—出口擁堵吞吐量不夠58背板帶寬＜吞吐能力主干道擁堵交通堵塞的兩種情況—主干道擁堵背板帶寬不夠59交換機與路由的區別-交換機主干道不分車道601.主干道分車道2.車道有指向交換機與路由的區別-路由機場北二環太平莊61一種通過以太網傳輸線路,以及PoE交換機疊加數據傳送的電力技術在某些額外供電不方便或不可行的場合,以太網供電將對攝像機和其它應用場合十分有利也被稱作局域網供電(PoL)或饋線電源IEEE802.3af行業標準PoE可通過非屏蔽雙絞線傳送直流48v,小于13瓦的電源。HPOE（高功率以太網供電）：供電電壓增至53VDC、每根線的可用電流達到750mA。（快球，一體機采用）PoE:以太網供電62Class等級消費電力(default)Class00.44-12.94WClass10.44-3.84WClass23.84-6.49WClass36.49-12.95W

Class412.95-25.50W節約成本

–只需部署一根標準的以太網線纜,而無需額外的電源線纜簡單–無需配備更多的交流變壓適配器可靠–只需提供接入到PoE交換機的后備電源保護安全–避免設備受到電源浪涌影響POE優勢三星攝像機POE類型4.網絡設置端口轉發,DDNS設置63端口轉發端口轉發允許外部遠程計算機，如互聯網上的計算機，連接到私人本地區域網絡（LAN）上的一個指定設備或服務把一個指定端口鏈接到指定的私人IP地址上您必須了解每個端口開放給對應的哪臺設備64開放端口:網絡攝像機&編碼器型號端口默認值事例說明設備#1設備#2SNB-3000IP地址000102連接設備HTTP網絡服務器端口8020802081連接網絡瀏覽器上傳端口(TCP)600046000460008升級硬件VNP–設備端口(TCP)600016000160005與CMS通信VNP–TCP碼流端口600026000260006VNP–UDP碼流端口600036000360007RTSP端口55480808081從VLC媒體播放器流入7000系列5200系列IP地址001011連接設備HTTP端口8080008001連接網路瀏覽器VNP端口452045204521與CMS通信RTSP端口5545542080從VLC媒體播放器流入瀏覽器端口452045204521與VNP端口相同Silverlightpolicy端口943943-固定端口允許獲得網絡連接在使用IE時無需打開該端口65例)端口轉發:鏈接sysWRT54G設備名稱鍵入指派起始到結束的端口號選擇TCP,UDP或兩者協議鍵入轉發的目標設備地址及選擇啟用66端口轉發設置例子網絡網絡攝像機01IP路由器ABCBDABCD67由于Silverlight的限制，瀏覽器端口范圍介于4502和4532之間。

如果VNP端口是在此有效范圍內，瀏覽器端口會像VNP端口那樣被指定。您不能更改一臺攝像機上的瀏覽器/Silverlight服務器端口。組播發射器發送數據包到組播組上接收器從組播組上接收數據包組播組D級的IP地址(~55)TTL(生存時間)數據包被路由器丟棄前允許通過的網段數量。路由器須支持組播TTL=0,過期數據包路由器路由器路由器發射器TTL=3TTL=2TTL=1TTL=0發射器–組播相關設置IP:28端口:60005TTL:3發送視頻到28接收器從228獲得視頻68WAN5.帶寬&存儲帶寬相關QOS存儲容量計算三種存儲方式備份69網絡攝像機VMS(PC)或NVR網絡123帶寬相關網絡帶寬是從攝像機/編碼器負載到CMS/NVR的數據網絡環境對發送數據有限制（一般≤70%有效）ADSL:200kbps~500kbpsVDSL:1Mbps~2Mbps有線調制解調器:200kbps~500kbpsLAN:10Mbps~1000MbpsVPN:2M、4M、8M等圖像質量、幀率和圖像分辨率選項會影響帶寬移動頻率、圖像復雜性、圖像噪點也會有影響需考慮NVR總流量及儲存量70QOS實現對帶寬資源進行分配和限制，使網絡帶寬資源得到更有效合理的利用IP3IP2IP1碼流更多71單路常見碼流下，單位時間內的錄像所需要的磁盤空間列表分辨率碼流存儲容量1時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存儲容量計算72三種存儲方式73RAID5P(2N-1,2N)1110P(7,8)54P(1,2)磁盤112P(9,10)76P(3,4)12N-1磁盤2P(11,12)98P(5,6)322N磁盤32N1110987654321HostLUNN個塊奇偶校驗條帶化分布N654321磁盤1M(6)M(5)M(4)M(3)M(2)M(1)M(N)磁盤2N個塊鏡像數據RAID1+重要的監控點非重要的監控點常用的重要數據備份方式746.網絡安全三星網絡攝像機75設備網絡Switch用戶設備用戶WAN應用轉換鏈接網絡用戶認證IP過濾數據加密(HTTPS,DigestAuth.)設備端口認證(802.1x)應用轉換鏈接用戶N/C(舊)N/C(新)NVR,DVR○○○○○○網絡設備的