專利名稱：一種節(jié)約ip地址的方法及接入代理設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡技木，尤其涉及一種節(jié)約IP地址的方法接入代理設備。
背景技術：
IP網(wǎng)絡的發(fā)展使得視頻監(jiān)控能夠在更廣闊的范圍內被用戶使用，在公安部門部署的平安工程等大型監(jiān)控網(wǎng)絡中IP監(jiān)控方案被大規(guī)模的采用。IP網(wǎng)絡天然的優(yōu)勢不需贅言，在很多IP監(jiān)控系統(tǒng)都需要將多媒體數(shù)據(jù)(主要是視頻以及音頻數(shù)據(jù))承載在現(xiàn)有的IP公網(wǎng)。但是由于IPv4地址稀缺，很多用戶擁有的IPv4地址有限，或者即便擁有較多的IPv4但在前期進行整網(wǎng)地址規(guī)劃時，冗余的IPv4地址有限。在這種情況下，如果客戶需要在現(xiàn)有網(wǎng)絡中増加大量的監(jiān)控設備(比如編碼終端，EC)時，會存在IPv4地址不足的現(xiàn)象。如何在現(xiàn)網(wǎng)IPv4不足的情況下，繼續(xù)滿足用戶增加大量的監(jiān)控設備的迫切需求，是各個IP視頻監(jiān)控方案提供廠商都在積極解決的重要技術問題。目前業(yè)界主流的解決IPv4短缺的問題有兩種ー種是使用NAT (網(wǎng)絡地址轉換)技術，另ー種是使用IPv6地址。NAT技術能夠在一定程度上緩解IPv4地址短缺的問題，并且具有良好的安全性。然而NAT技術的使用也會引發(fā)很多業(yè)務互動的問題，尤其從NAT外部訪問NAT內部的需求，這對各種網(wǎng)絡應用的開發(fā)帶來很大的難度。目前各個主流廠商都提出過很多“穿越"NAT的技術方案。IPv4地址短缺是早期在IP協(xié)議設計上的考慮缺乏前瞻性造成的，IPv6協(xié)議正是在這種背景下誕生的。由于采用了 128位的地址長度，IPv6協(xié)議中地址缺乏問題將不復存在。目前國家以及行業(yè)主管部門都在積極推進IPv6的商用，已經(jīng)取得了良好的進展，目前網(wǎng)絡中大量的交換機以及路由器均同時支持IPv4以及IPv6協(xié)議。然而IPv6協(xié)議發(fā)展的瓶頸在于包括普通計算機在內的各種終端設備，尤其是各種終端設備難以短時間內全部切換到IPv6上來，因此IPv6的好處難以立刻發(fā)揮出來。IPv4與IPv6將在較長的時間內共存與網(wǎng)絡中。由于IPv4與IPv6共存，尤其是當網(wǎng)絡中需要通信的終端設備既有IPv4終端也有IPv6終端的時候，IPv4與IPv6互通就成了一個技術難題。比如我們在家里使用IPv4地址的計算機訪問使用IPv6地址的Web服務器時就需要網(wǎng)絡服務提供者在網(wǎng)絡設備上為我們訪問服務器做協(xié)議轉換以及映射等操作，甚至需要使用隧道技木。然而網(wǎng)絡設備做轉換或者映射的時候一祥需要使用到IPv4的地址，因此從網(wǎng)絡設備角度來解決IPv4地址短缺問題效果并不明顯，而且改造網(wǎng)絡設備的成本不菲。目前主流的兩種解決IPv4地址短缺的技術目前也有應用到IP監(jiān)控系統(tǒng)中，然而由于這兩種技術自身存在的問題，其效果仍然難以滿足用戶對成本以及便利性的要求。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種接入代理設備，應用于IP監(jiān)控網(wǎng)絡中為該網(wǎng)絡中多個、終端設備提供接入代理服務，所述每ー終端設備配置的IP地址與所述接入代理設備的IP地址相同，每ー終端設備以及接入代理設備的MAC地址均不相同，且終端設備與接入代理設備位于同一個ニ層網(wǎng)絡中，所述終端設備被配置為不響應ARP請求報文及禁止發(fā)送免費ARP報文，該接入代理設備包括連接至網(wǎng)絡的上行ロ、多個連接到終端設備的下行ロ、上行代理單元以及下行代理単元，其中上行代理単元，用于解析從下行ロ收到的來自終端設備的上行監(jiān)控信令報文，獲取該信令報文的源MAC地址，從該信令報文中獲取終端設備標識，并將該MAC地址與終端設備標識的對應關系保存到代理列表中；該上行代理単元進ー步用于將信令報文的源MAC地址修改為自身的MAC地址后從上行ロ發(fā)送出去；下行代理単元，用于解析從上行ロ接收到的下行監(jiān)控信令報文，并根據(jù)信令報文 中攜帯的設備標識從代理列表中獲取對應的MAC地址，并將該信令報文的目的MAC地址修改為前述獲取到的MAC地址后發(fā)送出去。本發(fā)明還提供一種節(jié)約IP地址的方法，該方法應用于接入代理設備上，為IP監(jiān)控網(wǎng)絡中的多個終端設備提供接入代理服務，所述每ー終端設備配置的IP地址與所述接入代理設備的IP地址相同，每ー終端設備以及接入代理設備的MAC地址均不相同，且終端設備與接入代理設備位于同一個ニ層網(wǎng)絡中，所述終端設備被配置為不響應ARP請求報文及禁止發(fā)送免費ARP報文，該方法包括A、解析從下行ロ收到的來自終端設備的上行監(jiān)控信令報文，獲取該信令報文的源MAC地址，從信令報文中獲取終端設備標識，并將該MAC地址與終端設備標識的對應關系保存到代理列表中；B、將信令報文的源MAC地址修改為自身的MAC地址后從上行ロ發(fā)送出去；C、解析從上行ロ接收到的下行監(jiān)控信令報文，并根據(jù)信令報文中攜帯的設備標識從代理列表中獲取對應的MAC地址；D、將該信令報文的目的MAC地址修改為前述獲取到的MAC地址后發(fā)送出去。本發(fā)明充分利用了監(jiān)控網(wǎng)絡中監(jiān)控終端設備在信令以及數(shù)據(jù)上的業(yè)務特點提出MAC地址修改來達到多個終端設備共用ー個IP地址的技術，本發(fā)明并沒有向傳統(tǒng)NAT技術那樣通過公網(wǎng)IP地址與私網(wǎng)IP地址轉換來節(jié)約IP地址，所以本發(fā)明技術對用戶以及運營商的IP網(wǎng)絡無任何影響，不需要在交換機以及路由器等IP網(wǎng)絡設備上做任何改變。同時由于修改MAC地址僅僅限于被服務終端設備，而根據(jù)監(jiān)控網(wǎng)絡的業(yè)務特點，由于被代理的終端設備(比如EC)之間通常并沒有通信需求，使用相同的IP地址也不會引發(fā)業(yè)務混亂的問題。


圖I是ー種典型的IP監(jiān)控網(wǎng)絡組網(wǎng)圖；圖2是本發(fā)明一種實施方式中接入代理設備的硬件架構圖；圖3是本發(fā)明一種實施方式中接入代理設備的邏輯結構；圖4是本發(fā)明一種實施方式中上行監(jiān)控報文處理流程圖；圖5是本發(fā)明一種實施方式中信令報文結構示例圖；圖6是本發(fā)明一種實施方式中數(shù)據(jù)報文結構示例圖7是本發(fā)明一種實施方式中上行監(jiān)控報文處理流程圖。
具體實施例方式請參考圖1，ー個典型的IP監(jiān)控網(wǎng)絡包括解碼終端設備、編碼終端設備(比如EC或IPC等)、視頻管理服務器VM、媒體交換服務器MS、數(shù)據(jù)管理服務器DM以及交換機和路由器等網(wǎng)絡設備，其中視頻解碼設備可以包括DC解碼終端或者安裝有通用解碼軟件(又稱通用播放器，XPlayer)的XP終端。除了網(wǎng)絡設備外，其他設備均是監(jiān)控業(yè)務的實際參與者，即監(jiān)控業(yè)務節(jié)點。當然監(jiān)控網(wǎng)絡中還包括未圖示的攝像頭以及語音采集器等多媒體采集終端(主要用來采集圖像與語音形成模擬多媒體流)，編碼終端設備會將采集到的模擬多媒體流編碼為數(shù)字多媒體流發(fā)送到網(wǎng)絡中去。監(jiān)控業(yè)務通常包括信令業(yè)務以及數(shù)據(jù)業(yè)務兩部分， 信令業(yè)務通常是監(jiān)控業(yè)務節(jié)點之間通過收發(fā)信令報文傳遞指令與請求等，而數(shù)據(jù)業(yè)務則是在信令的指引下通過收發(fā)數(shù)據(jù)報文來實現(xiàn)多媒體流的網(wǎng)絡傳輸或網(wǎng)絡存儲。以下以編碼終端設備為例，本發(fā)明從MAC層著手結合監(jiān)控業(yè)務自身的客觀規(guī)律來解決IP層地址短缺的問題。請參考圖1，該IP監(jiān)控網(wǎng)絡中包括多個終端設備以及為所述多個終端設備提供網(wǎng)絡接入服務的接入代理設備。下面結合附圖，以計算機程序實現(xiàn)為基礎來介紹本發(fā)明接入代理設備的實現(xiàn)以及處理流程。本發(fā)明并不排除硬件或者軟硬結合的實現(xiàn)方式。圖2展示出了一個接入代理設備的基本硬件架構，其中業(yè)務硬件可能包括編碼芯片和或轉發(fā)芯片，當然業(yè)務硬件可能是不存在的，比如說接入代理設備本身僅僅提供接入代理服務，并不參與監(jiān)控業(yè)務時則不需要編碼芯片，再比如說如果使用軟件實現(xiàn)報文轉發(fā)時，轉發(fā)芯片則不是必須的。請參考圖3，本發(fā)明ー種實施方式中，接入代理設備包括連接至監(jiān)控網(wǎng)絡的上行ロ(未圖示)、多個連接到終端設備的下行ロ(未圖示)、上行代理単元、下行代理單元以及轉發(fā)単元。其中轉發(fā)單元可能是轉發(fā)芯片這樣的業(yè)務硬件，而上行ロ以及下行ロ可以是主流的以太網(wǎng)ロ，然而本發(fā)明并不關注如何實現(xiàn)對報文的轉發(fā)，這是現(xiàn)有技術中已經(jīng)有廣泛教導的技術。請參考圖4，以下描述本發(fā)明接入代理設備如何完成網(wǎng)絡接入代理服務從而實現(xiàn)節(jié)約IP地址這個目標的。步驟101，配置或者選舉出接入代理設備，并對各個終端設備進行ARP配置；在本發(fā)明中，每個終端設備與接入代理設備位于同一個ニ層網(wǎng)絡中。事實上每個終端設備都可以被改造為ー個接入代理設備(即接入代理設備內部在邏輯上也有一個終端設備)，此時它可以與其他終端設備一起按照預定的選舉規(guī)則進行選舉出ー個終端設備來充當接入代理設備。當然接入代理設備這一角色也可以通過手工配置來指定。被接入代理設備接入的終端設備配置有與接入代理設備相同的IP地址，但每個終端設備都配置有唯一的MAC地址。由于被接入的終端設備通常會有多個，為了避免發(fā)生IP地址沖突的問題，終端設備都被配置為不響應ARP請求報文以及禁止發(fā)送免費ARP報文，可以避免網(wǎng)絡中各個終端或者設備感知到IP地址沖突。步驟102，上行代理單元從下行端ロ接收來自各個終端設備的監(jiān)控信令報文或數(shù)據(jù)報文并解析，然后確定當前報文是信令報文還是數(shù)據(jù)報文，如果是信令報文則轉103處理，如果是數(shù)據(jù)報文轉步驟105處理；從下行端ロ(比如以太網(wǎng)ロ)上來的報文可以全部上送到上行代理単元處理，如果底層是借用以太網(wǎng)交換機的實現(xiàn)，可以下發(fā)ACL或者其他方式將報文上送到上行代理單元。上行代理単元需要根據(jù)配置好的解析規(guī)則(可參考現(xiàn)有技術實現(xiàn))將報文進行解析，主要是確定報文是基于UDP的SIP協(xié)議信令報文還是基于UDP的SIP協(xié)議的數(shù)據(jù)報文以及基于TCP的iSCSI數(shù)據(jù)報文。通常信令報文可能攜帶有實況多媒體流點播信令、存儲信令等，而數(shù)據(jù)報文通常是承載著終端設備向網(wǎng)絡中發(fā)送的實況多媒體流或存儲多媒體流。步驟103，當所述報文為信令報文時，上行代理単元判斷代理列表中是否已經(jīng)存在該報文攜帯的終端設備標識，如果是則轉步驟109，如果否則轉步驟104 ；
步驟104，上行代理單元進一步將報文的源MAC地址與報文攜帯的終端設備標識的對應關系添加到代理列表中；在本發(fā)明中，通過研究監(jiān)控業(yè)務的特點發(fā)現(xiàn)各個終端設備可能會使用相同的源端ロ向外發(fā)送信令報文，因此反向的信令報文(比如VM服務器發(fā)送給各個終端設備的下行監(jiān)控信令報文)會相應使用相同的目的端ロ(與終端設備源端ロ對應)，此時下行代理單元無法做有效區(qū)分，因此對于信令報文本發(fā)明使用報文中的設備標識來做區(qū)分。如果終端設備是首次發(fā)送信令報文，則需要將其設備標識與報文的源MAC (也就是終端設備的MAC地址)記錄到代理列表中。請參考圖5標記出的MAC地址以及設備標識，報文中如果有其他的字段也有設備標識，同樣可以使用，而代理列表中MAC地址與設備標識的對應關系可以參考表I所示。如果ー個終端設備之前已經(jīng)發(fā)送過信令報文了，那么通過檢查代理列表就會發(fā)現(xiàn)有相同的設備標識，下行代理単元已經(jīng)有處理反向報文的依據(jù)了，此時可以跳轉到步驟109進行處理。
權利要求
1.一種接入代理設備，應用于IP監(jiān)控網(wǎng)絡中為該網(wǎng)絡中多個終端設備提供接入代理服務，所述每ー終端設備配置的IP地址與所述接入代理設備的IP地址相同，每ー終端設備以及接入代理設備的MAC地址均不相同，且終端設備與接入代理設備位于同一個ニ層網(wǎng)絡中，所述終端設備被配置為不響應ARP請求報文及禁止發(fā)送免費ARP報文，該接入代理設備包括連接至網(wǎng)絡的上行ロ、多個連接到終端設備的下行ロ、上行代理單元以及下行代理單元，其特征在于 上行代理単元，用于解析從下行ロ收到的來自終端設備的上行監(jiān)控信令報文，獲取該信令報文的源MAC地址，從該信令報文中獲取終端設備標識，并將該MAC地址與終端設備標識的對應關系保存到代理列表中；該上行代理単元進ー步用于將信令報文的源MAC地址修改為自身的MAC地址后從上行ロ發(fā)送出去； 下行代理単元，用于解析從上行ロ接收到的下行監(jiān)控信令報文，并根據(jù)信令報文中攜帶的設備標識從代理列表中獲取對應的MAC地址，并將該信令報文的目的MAC地址修改為前述獲取到的MAC地址后發(fā)送出去。
2.如權利要求I所述的設備，其特征在于，所述上行代理單元進一步用于解析從下行ロ收到的來自終端設備的上行監(jiān)控數(shù)據(jù)報文，獲取該數(shù)據(jù)報文的源MAC地址，從該數(shù)據(jù)報文中獲取報文源端口號，并將該MAC地址與所述端口號的對應關系保存到代理列表中；該上行代理単元進ー步用于將數(shù)據(jù)報文的源MAC地址修改為自身的MAC地址后從上行ロ發(fā)送出去 所述下行代理單元進一步用于，解析從上行ロ接收到的下行監(jiān)控數(shù)據(jù)報文，并根據(jù)數(shù)據(jù)報文中攜帯的目的端ロ號從代理列表中獲取對應的MAC地址，并將該數(shù)據(jù)報文的目的MAC地址修改為前述獲取到的MAC地址后發(fā)送出去。
3.如權利要求2所述的設備，其特征在于，所述上行代理単元進ー步用于在從下行ロ收到監(jiān)控數(shù)據(jù)報文時先檢查該報文的源MAC地址與源端ロ的對應關系是否已經(jīng)存在于所述代理列表中，如果是則將報文的源MAC地址修改為自身的MAC地址后從上行ロ發(fā)送出去，否則將該MAC地址與源端口號的對應關系保存到代理列表中；或者在從下行ロ收到監(jiān)控信令報文時先檢查該報文的源MAC地址與設備標識的對應關系是否已經(jīng)存在于所述代理列表中，如果是則將報文的源MAC地址修改為自身的MAC地址后從上行ロ發(fā)送出去，否則將該MAC地址與設備標識的對應關系保存到代理列表中。
4.如權利要求2所述的設備，其特征在于，所述上行代理単元進ー步判斷從下行ロ接收到的報文是數(shù)據(jù)報文還是信令報文，如果是數(shù)據(jù)報文則在將所述MAC地址與源端口號的對應關系保存到代理列表之前，根據(jù)代理列表判斷該數(shù)據(jù)報文的源端ロ號是否已經(jīng)被其他終端設備占用了，如果是則不保存并丟棄終端設備的報文或者發(fā)送目的端ロ不可達報文，否則繼續(xù)。
5.如權利要求I所述的設備，其特征在于，所述終端設備為編碼終端設備，所述接入代理設備還包括集成于該設備內的編碼終端設備，所述編碼終端設備用于將來自多媒體采集終端的模擬多媒體流編碼為數(shù)字多媒體流。
6.如權利要求I所述的設備，其特征在于，所述信令報文為SIP報文，所述源端口號包括UDP端口號和/或TCP端口號。
7.一種節(jié)約IP地址的方法，該方法應用于接入代理設備上，為IP監(jiān)控網(wǎng)絡中的多個終端設備提供接入代理服務，所述每ー終端設備配置的IP地址與所述接入代理設備的IP地址相同，每ー終端設備以及接入代理設備的MAC地址均不相同，且終端設備與接入代理設備位于同一個ニ層網(wǎng)絡中，所述終端設備被配置為不響應ARP請求報文及禁止發(fā)送免費ARP報文，該方法包括 A、解析從下行ロ收到的來自終端設備的上行監(jiān)控信令報文，獲取該信令報文的源MAC地址，從信令報文中獲取終端設備標識，并將該MAC地址與終端設備標識的對應關系保存到代理列表中； B、將信令報文的源MAC地址修改為自身的MAC地址后從上行ロ發(fā)送出去； C、解析從上行ロ接收到的下行監(jiān)控信令報文，并根據(jù)信令報文中攜帯的設備標識從代理列表中獲取對應的MAC地址； D、將該信令報文的目的MAC地址修改為前述獲取到的MAC地址后發(fā)送出去。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在干， 所述步驟A進ー步包括解析從下行ロ收到的來自終端設備的上行監(jiān)控數(shù)據(jù)報文，獲取該數(shù)據(jù)報文的源MAC地址，從該數(shù)據(jù)報文中獲取報文源端口號，并將該MAC地址與所述端口號的對應關系保存到代理列表中； 所述步驟B進ー步包括將數(shù)據(jù)報文的源MAC地址修改為自身的MAC地址后從上行ロ發(fā)送出去 所述步驟C進ー步包括，解析從上行ロ接收到的下行監(jiān)控數(shù)據(jù)報文，并根據(jù)數(shù)據(jù)報文中攜帶的目的端ロ號從代理列表中獲取對應的MAC地址， 所述步驟D進ー步包括，將該數(shù)據(jù)報文的目的MAC地址修改為前述獲取到的MAC地址后發(fā)送出去。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在干，所述步驟A進ー步包括在從下行ロ收到監(jiān)控數(shù)據(jù)報文時先檢查該報文的源MAC地址與源端ロ的對應關系是否已經(jīng)存在于所述代理列表中，如果是則將報文的源MAC地址修改為自身的MAC地址后從上行ロ發(fā)送出去，否則將該MAC地址與源端口號的對應關系保存到代理列表中；或者在從下行ロ收到監(jiān)控信令報文時先檢查該報文的源MAC地址與設備標識的對應關系是否已經(jīng)存在于所述代理列表中，如果是則將報文的源MAC地址修改為自身的MAC地址后從上行ロ發(fā)送出去，否則將該MAC地址與設備標識的對應關系保存到代理列表中。
10.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟A進ー步包括判斷從下行ロ接收到的報文是數(shù)據(jù)報文還是信令報文，如果是數(shù)據(jù)報文則在將所述MAC地址與源端口號的對應關系保存到代理列表之前，根據(jù)代理列表判斷該數(shù)據(jù)報文的源端ロ號是否已經(jīng)被其他終端設備占用了，如果是則不保存并丟棄終端設備的報文或者發(fā)送目的端ロ不可達報文，否則繼續(xù)。
11.如權利要求7所述的方法，其特征在干，所述終端設備為編碼終端設備，所述接入代理設備還包括集成于該設備內的編碼終端設備，所述編碼終端設備用于將來自多媒體采集終端的模擬多媒體流編碼為數(shù)字多媒體流。
12.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述信令報文為SIP報文，所述源端ロ號包括UDP端口號和/或TCP端口號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種節(jié)約IP地址的方法及接入代理設備，該方法應用于IP監(jiān)控網(wǎng)絡中為多個終端設備提供接入代理服務，終端設備配置與接入代理設備相同IP地址且被配置為不發(fā)送免費ARP報文且不響應ARP請求報文，該方法包括解析上行監(jiān)控信令或數(shù)據(jù)報文，報文源MAC地址與終端設備標識(或端口號)的對應關系保存到代理列表并將報文的源MAC地址修改為自身的MAC地址后從上行口發(fā)送出去；解析從上行口收到的下行監(jiān)控據(jù)報文，并根據(jù)信令報文中攜帶的設備標識或根據(jù)數(shù)據(jù)報文的目的端口號從代理列表中獲取對應的MAC地址，并將該信令報文或數(shù)據(jù)報文的目的MAC地址修改為前述獲取到的MAC地址后發(fā)送出去。本發(fā)明實現(xiàn)了多個終端設備共用一個IP地址，有效地節(jié)約了IP地址。
文檔編號H04L29/12GK102647487SQ20121014747
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權日2012年5月11日
發(fā)明者周迪, 王軍 申請人:浙江宇視科技有限公司