基于vpn的实时视频监控系统的多播实现

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1、第32卷第5期杭州电子科技大学学报Vol．32，No．52012年10月JournalofHangzhouDianziUniversityOct．2012doi:10．3969/j．issn．1001－9146．2012．05－041基于VPN的实时视频监控系统的多播实现徐强，章坚武(杭州电子科技大学通信工程学院，浙江杭州310018)摘要:该文首先介绍了基于VPN的实时视频监控系统的架构和原理，由于一些视频监控应用提出多点接收的需求，为解决这个问题该文将多播技术应用于视频监控网络，进行了系统实现，同时讨论了多播带来的安全性问题，在VPN网环境下测试表明，采用多

2、播技术可以较好地解决实时视频监控系统中的多用户接收问题，同时安全性也得到了一定的保证。关键词:视频监控系统;多播技术;虚拟专用网络;安全性中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1001－9146(2012)05－0155－040引言随着计算机技术、网络技术、语音和视频编解码技术以及流媒体技术的不断发展与完善，视频监控业务在当今的网络时代取得了蓬勃的发展。如今，视频监控业务的重要性不言而喻，其应用领域包括城［1］市安防、检验检疫、环境保护、气象检测、银行安保、商铺监控等等，甚至渗透到了家庭领域。现在一些视频监控应用提出多点接收的需求。实现多点接收有3种方法

3、，第1种方法是对每个接收点都发送一次单播，第2种方法是采用广播技术，第3种方法是利用多播手段。其中第3种方法最好，它也是当前互联网实现多点接收的主流技术，应用范围很广。本文由于本视频监控系统应用于虚拟专用网络，因此多播安全性得到保证。1视频监控系统实时视频监控系统的原理框图如图1所示。图1实时视频监控网络的原理框图收稿日期:2012－07－20作者简介:徐强(1987－)，男，江西九江人，在读研究生，多媒体通信．156杭州电子科技大学学报2012年视频采集模块将原始的视频模拟信号经过取样和量化转换成数字信号，为接下来的视频编码做准备工作。未编码的视频数据量特别大

4、，如表1所示。表1未压缩信源的大致信息量数据源信息量图像6．3Mbps(512×512象素×24比特/象素)视频221Mbps(640×480象素×24比特/象素×30帧/s)在现有网络环境下，直接传输如此大的信息量是不现实的。由于视频数据中存在大量的冗余信息，经过压缩之后，数据量会大幅下降，从而使得通过网络传输实时多媒体数据成为可能。rtp协议是由音频和视频传输工作组制订，专门用来在因特网上传输音频和视频的标准包格式。客户端通过接收和解包rtp数据，解码视频数据，最终播放视频，显示画面。为了方便保存证据，以便公安机关查看，本文增加了本地存储模块来保存高分辨率的

5、视频。这就是监控系统的全部流程。与传统的视频监控系统相比，本系统采用VPN技术，此技术主要采用了隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和使用者与设备身份认证技术。它可以将外部非法用户与合法用户隔离开来，使得非法用户无法窃取VPN网络传输的视频数据。2多播实现2．1多播介绍多播，也称为组播，将局域网中同一业务类型主机进行了逻辑上的分组，进行数据收发的时候其数据仅仅在同一分组中进行，其他的主机没有加入此分组不能收发对应的数据。多播技术，是一种允许一台或多台主机(多播源)发送单一数据包到多台主机(一次的，同时的)的TCP/IP网络技术。在IPv4中D类IP地址用于多播通信

6、，范围从224．0．0．0到239．255．255．255，并被划分为局部链接多播地址、预留多播地址和管理权限多播地址3类。其中，局部链接多播地址范围在224．0．0．0224．0．0．255，这是为路由协议和其它用途保留的地址，路由器并不转发属于此范围的IP包;224．0．1．0238．255．255．255为预留多播地址，可用于全球范围(如Internet)或网络协议;239．0．0．0239．255．255．255为管理权限多播地址，可供组织内部使用，类似于私有IP地址，不能用于Internet，可限制多播范围。使用同一个IP多播地址接收多播数据包的所有主

7、机构成了一个主机组，也称为多播组。2．2视频监控系统的多播流程本视频监控系统中，视频采集模块将模拟的视频信号进行模数转换，得到数字的视频信号，再送入视频压缩模块。该模块采用H．264视频压缩算法，视频压缩完成后得到264视频流，在送入rtp发送模块。此模块对264视频流进行打包，根据视频流中的起始码，将视频流分割成一帧一帧，并将每一帧按照rtp打包规则分开打包，然后通过UDP协议发送到多播组，路由器根据多播组地址自动进行多播转发。此时，只要客户端加入多播组就可以通过UDP协议从多播组接收经过rtp打包过的视频数据了。接收视频数据后，对这些包重新进行排序以解决rt

8、p包乱序到达的问题，之后