在安防監控領域,P2P技術因其去中心化的特性而受到關注,尤其是在遠程視頻監控和數據傳輸方面。P2P技術允許設備之間直接通信,無需通過中央服務器,這在提高效率和降低成本方面具有明顯優勢。然而,P2P技術在實際應用中也面臨著一個主要挑戰——網絡穿透問題。
一、穿透方法
實現P2P穿透是可能的,成功的概率也比較高。UDP的協議進行數據傳輸穿透NAT的成功率比較高,接近100%,TCP則存在一些情況無法實現穿越,主要受限于路由器的端口映射機制。
要實現P2P穿透,需要有P2P穿透服務器部署在互聯網(有固定的域名或者IP),由該服務器來協助網絡攝像機和客戶端來實現P2P穿透。有些服務器還能在TCP不能穿越的情況下,實現流媒體轉發的功能,以確保二者之間能實現數據通信。
由于P2P穿透服務器不同于安防監控系統中的流媒體轉發服務器,主要進行信令交互,不轉發媒體數據,在協助打通數據通道之后,對應的網絡攝像機和客戶端就不會再占用服務器帶寬和處理能力了,因此一臺P2P穿透服務器可以接入數量龐大的網絡攝像機和客戶端。
通常網絡攝像機都有唯一ID,并通過該ID注冊到P2P服務器。客戶端要訪問對應的網絡攝像機時,也需要先注冊到P2P服務器,并提交對應網絡攝像機的ID,由服務器查找對應的網絡攝像機,并協助網絡攝像機和客戶端之間進行穿透,最后打通一個點對點的數據傳輸通道。之后,二者即可進行正常的媒體和信令交互了。
為實現更加有效地管理,服務器可對設備接入進行認證。
1、PC訪問網絡攝像機
PC訪問網絡攝像機,可以先訪問一個網頁,傳入網絡攝像機的序列號。
網頁加載一個控件,該控件通過P2P穿透服務器和該序列號對應的網絡攝像機實現穿透后,通過可靠的UDP傳輸信令和媒體數據。控件提供視頻瀏覽、對講、云臺控制、參數查詢設置等功能。
2、手機訪問網絡攝像機
手機由于平臺的不同,需要單獨開發對應的客戶端或者插件以實現和PC訪問類似功能。但原理是一樣的,都需要通過P2P服務器和該序列號對應的網絡攝像機實現穿透后,通過可靠的UDP傳輸信令和媒體數據。由于開源的P2P穿透庫是可以移植的,在LINUX,iOS,Android等都可以實現同樣的P2P穿透功能。
關于具體的穿透的代碼,需要的可以自行搜索,同時網上有第三方的穿透中間件服務。穿透的核心是針對不同的網絡環境,選擇不同的策略。即明確設備處在的網絡位置。這里涉及一個概念NAT。
因為互聯網中的IPv4地址不夠用,于是引入了NAT功能。NAT,即網絡地址轉換。這種方法即在內部網和外網之間使用帶有NAT功能的路由器,路由器能分配一個公網IP,內部的任意一臺機器和外網通信時都通過這個公網IP。這樣就很好地解決IP地址有限的問題。但問題隨之而來,很多網絡協議無法通過NAT,此時我們需要穿透NAT,即P2P穿透或者NAT穿透。
NAT穿透的前提是確定NAT類型,一般而言,NAT分為靜態NAT和NAPT兩種。靜態NAT好理解,即一個內網IP對應一個公網IP。NAPT要復雜很多,NAPT即端口多路復用技術,不但需要轉換IP地址,還需要進行傳輸層的端口轉換。具體表現就是對外只有一個公網IP,通過不同端口來區分內網的不同設備數據。
實際運用中,NAPT占絕大多數。NAPT又可以分成4種類型,分別為:
1、完全錐型(IP地址,端口都不受限)
2、受限錐型(IP受限,端口不受限)
3、端口受限型(IP地址,端口都受限)
4、對稱型(一個請求對應一個端口)
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總結來說,P2P技術在安防監控中的應用前景廣闊,但要實現其潛力,必須克服網絡穿透的難題。隨著技術的不斷進步和創新,我們有理由相信,未來將會出現更多高效、安全的P2P穿透解決方案。這些解決方案將進一步提升安防監控系統的靈活性和可靠性,使其能夠更好地適應多變的網絡環境,為用戶提供更加穩定和便捷的遠程監控體驗。