Сетевые протоколы, применяемые в IP-видеонаблюдении
IP-видеокамеры используют в своей работе множество сетевых протоколов, необходимых, как для передачи видео-потока по сети, так и для дистанционного управления камерой. В данной статье кратко рассмотрены наиболее часто применяемые в IP-видеонаблюдении сетевые службы и протоколы.
IPv4 – Межсетевой протокол IP (Internet Protocol) четвертой версии, впервые описанный в 1981 году и по сей день являющийся основным протоколом, объединившим локальные сети в глобальную сеть Интернет.
В IPv4 применяются четырехбайтные (32 битные) адреса (один байт это десятичное число от 0 до 255), таким образом, IP адрес может выглядеть, например, так: 192.168.0.5. Существенным недостатком протокола IPv4 является ограниченное количество уникальных адресов 232 = 4 294 967 296, причем, еще ряд адресов зарезервирован для: сетей сервис-провайдеров, частных сетей и прочих служебных целей. Это вынуждает применять так называемые динамические IP адреса, то есть адреса, которые предоставляются клиенту только на определенное время из области незанятых адресов данной подсети.
IPv6 – новый Интернет протокол, выпущенный в 1996 году, с увеличенной длиной адреса до 128 бит, что позволит, по различным подсчетам, обеспечить каждого жителя земли от 300 миллионов до 5x1028 уникальных адресов. На самом деле, такое большое пространство адресов сделано для иерархического деления, что упростит маршрутизацию, таким образом, значительная часть адресов не будет использована вообще.
IPv6 адреса представляются как восемь групп шестнадцатеричных цифр разделенных двоеточиями, например: 2000:11a3:13dc:05fd:ff21:ccf2:123f:01ff.
В настоящий момент, IPv6 используется не значительно, в будущем планируется совместное использование протоколов как IPv6, так и IPv4 для поддержки устаревших устройств.
HTTP (HyperText Transfer Prоtocоl) – протокол для передачи гипертекста по технологии «клиент-сервер». Клиент, то есть Интернет браузер пользователя, подает запрос на сервер в виде URL (Uniform Resource Identifier) – уникального идентификатора ресурса и получает с сервера запрашиваемую WEB страницу.
Гипертекст – это специально отформатированный текс с помощью, так называемых HTML (HyperText Markup Language - язык разметки гипертекста) ТЭГов, которые распознает Интернет браузер, например Internet Explorer. Пример форматирования может выглядеть так:<i>Привет Всем!</i>, что отобразится в браузере курсивом - Привет Всем!
HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure) – Модификация протокола HTTP с возможностью шифрования данных криптографическими протоколами SSL и TLS. Данный протокол применяется, например, для аутентификации пользователей, передачи важных документов, в платежных системах и т. п.
FTP (File Transfer Protocol) – протокол передачи файлов, разработанный в 1971 году. Применяется, например, для закачивания файлов на сервер, скачивания файлов с сервера на локальный компьютер и тому подобных задач. Обычно используется с FTP – клиентом, программой, как правило, с двумя окнами, где «перетаскивая» мышью файлы и папки из одного окна в другое осуществляется загрузка/выгрузка файлов.
TCP (Transmission Control Protocol) – протокол управляющий передачей данных, который проверяет установку сетевого соединения, посылает новый запрос в случае потери пакетов и не допускает дублирование пакетов. Таким образом, осуществляется надежная передача данных с уведомлением отправляющей стороны о качестве передачи.
UDP (User Datagram Protocol) – протокол передачи так называемых «датаграмм» - блоков данных, без проверки успешности соединения, потери пакетов и дублирования, что значительно снижает качество передачи данных. Однако такой подход бывает весьма полезен при кратких запросах от большого числа клиентов к серверу, как, например, в онлайн-играх, что освобождает сервер от ожидания проверки целостности пакетов.
DNS (Domain Name System) – система доменных имен, отвечающая за соответствие IP-адресов именам хостов. Обычно используется для определения IP-адреса по имени хоста (по имени сайта).
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) - протокол необходимый для автоматического получения компьютером IP-адреса и других параметров необходимых для нормальной работы в сети.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - протокол для передачи почты в Интернете, разработанный в 1982 году, применяется, в основном, для отправки исходящей почты из клиентской программы, например "Outlook", на почтовый сервер.
RTP (Real-time Transport Protocol) - протокол для передачи данных в реальном времени, с контролем последовательности пакетов и синхронизации данных. Данный протокол хорошо подходит для передачи видео и аудиоданных по сети.
DynDNS - сервис позволяющий пользователю с динамическим IP-адресом, получить поддомен (доменное имя третьего уровня), со статическим адресом, на который, сервис DynDNS перенаправляет запрос пользователя.
Таким образом, компьютер, IP камера или любое другое сетевое устройство работает, как будто, с постоянным IP-адресом. Статический IP-адрес необходим для работы сетевых камер.
NTP (Network Time Protocol) - протокол предназначенный для синхронизации внутренних часов компьютера со службами точного времени, например - ГЛОНАСС.
RTSP (Real Time Streaming Protocol) - протокол предназначенный для управления данными от мультимедиаустройств, например IP-камеры, с возможностью передачи команд: "старт", "запись", "стоп" и т. п.
RTCP (Real-Time Transport Control Protocol) - протокол передачи управляющих пакетов в реальном времени, работающий совместно с RTP, обеспечивая обратную связь и контроль качества передачи данных.
IGMP (Internet Group Management Protocol) - протокол позволяющий организовывать сетевые устройства в группы при помощи маршрутизатора. Например, для передачи данных от видео-сервера к многочисленным клиентам, принимающим видео-трансляцию.
ICMP (Internet Control Message Protocol) - протокол посылающий сообщения об ошибках передачи данных, например: "ошибка аутентификации", "порт недостижим", "узел назначения неизвестен" и т. п.
ARP (Address Resolution Protocol) - протокол определяющий MAC-адрес по известному IP-адресу.
MAC-адрес (Media Access Control) - уникальный идентификатор, находящийся в памяти каждого сетевого устройства.
SOCKS - протокол, позволяющий программным клиентам, находящимся за межсетевым экраном, обращаться к внешним серверам. И, наоборот - внешним клиентам подключаться к серверам за сетевым экраном.
PPP (Point-to-Point Protocol) — протокол для осуществления прямой связи между двумя узлами сети, с возможностью сжатия данных и шифрования.
PPPoE (Point-to-point protocol over Ethernet) - протокол передачи кадров протокола РРР по сетям Ethernet.
Bonjour - служба автоматического обнаружения сетевых устройств в ближнем сетевом окружении, использующая данные из DNS.
UPnP (Universal Plug and Play) - технология, обеспечивающая автоматическое подключение и настройку сетевых устройств, сразу после подсоединения к сети. Данная технология значительно облегает использование сетевых устройств обычным пользователям.
