一种基于 IP 网络的机房视频监控系统规划

龚文涛

一种基于 IP 网络的机房视频监控系统规划

龚文涛

随着高校信息化工程的深入建设，对高校核心机房的实时监控系统提出更高要求，提出了一种基于 IP 网络的机房视频监控系统，给出了监控系统的布局架构，给出了监控系统的网络架构和建设流程，总结了机房监控系统的建设要点，最后给出了机房视频监控系统的效果图。

网络；IP；视频

0 引言

网络和信息化技术的不断发展，推动着社会各行各业的发展，在信息化推动[1]的领域和行业中，高校信息化建设也迎来新发展，大发展，特别是各种信息化需求对高校机房建设的推动有范围广和影响程度深等特性，信息化建设的越深入，对高校机房各项要求也越高，对机房中的服务器数量和性能要求会越来越高，在机房管理人员紧缺前提下，为保障核心机房的正常运转[2]，为实施监控机房的现场运作情况，为确保机房安全，通过引入机房视频监控系统，能够一定程度强化对机房运行情况的监控，能够提高对机房监控的管理水平，能够使得网络信息管理人员腾出更多精力在信息化更重要的领域中[3]。

机房视频实时监控，是依靠摄像头等设备，将摄像头远端的视频信息抓取，且发送到服务器管理后端，再经过处理还原成视频监控的一整套系统。要建设机房视频监控系统[4]，首先就是要有摄像头，摄像头(CAMERA)有称为电脑相机或者电脑眼等，是一种视频的输入设备，在视频会议及远程医疗和实时监控等领域应用最多最普遍，可以通过摄像头将远端的画面抓拍或者录入到服务器端以供使用[5]。因为一般摄像头均具有视频摄影、传播及捕捉静态的图像等基本功能，其原理是借由镜头采集图像后，由摄像头内的感光组件电路和控制组件等对捕捉到的图像进行处理并将其转换为电脑所能识别的数字信号，然后借由 USB 连接输入或者并行端口或到交换机后再到服务器或者电脑后由特定的软件再执行图像还原过程。

摄像头的类型分定焦镜头和变焦镜头。定焦镜头就是摄像头的镜头是固定焦距,也即摄像头只能够有聚焦功能，不能够对焦距做任何更改，也即监控的画面或者对象不能够改变，对监控的对象不能够拉近或者拉远。而变焦的镜头就是具有更改焦距的功能，可以对监控对象进行拉近和拉远处理，还可以对其进行 360 度的调整。

分辨率和像素值的计算公式可由横坐标乘以纵坐标算出最后的像素值，一般常见的分别率包括如下几种：

720P 的横纵坐标的像素值为 1280*720；1024P 的横纵坐标的像素值为 1280*1024；1200P 的横纵坐标的像素值为1600*1200；1080P 的横纵坐标的像素值为 1920*1080p 等[6]。

本文提出一种基于 IP 网络的机房视频监控系统，研究和总结了机房视频监控系统的相关理论和技术，给出了机房视频监控系统的基于 IP 网络的架构及监控布点的拓扑图，分析和总结了建设机房监控系统的各个关键点和难点，最后给出了视频监控系统的效果图。

1 基于 IP 网络的机房视频监控系统设计

1.1 机房视频监控点设计

机房监控布点架构中，要求对各个核心机房的核心部位实施监控，比如在监控室里面要求对各个出入门区域实施监控。

按照需求对重点部位实施变焦监控，可以拉动焦距，对其进行细致精确到局部的视频监控，对其各个核心服务器的用电情况实时监控、对各个核心交换机及出口路由器等设备的实时监控、对机房出入人员的监控，本监控布局中有 4个变焦监控摄像头，有近 10个定焦监控摄像头，所有的摄像头通过网线连接到 POE 交换机上，与视频监控服务器相连如图1所示：

图1 机房视频监控布点设计图

1.2 机房视频监控网络设计

机房视频监控的建设，首先涉及到机房视频监控点的架构设计、机房监控系统的网络规划、机房监控服务器的配置及测试、机房视频监控的后期培训和管理等环节如图2所示：

图2 机房视频监控网络设计图

在机房视频监控网络架构中，总体要求是主控制中心服务器可以 ping 通所有的基于 IP 的监控摄像头，要做好网络配置，要做好网络的路由及主控制的火墙等设置。

基于 IP 的监控摄像监控系统的主体网络架构如上图所示，视频 poe 交换机直接下联了变焦摄像头和定焦摄像头，变焦摄像头和定焦摄像头的供电模式不一样，故此，其在交换机的具体配置中是不一样的。Poe交换机下面还连接了后台服务器，对所有视频摄像头的图像搜集和处理，其网络上要求后台服务器到所有定焦摄像头和变焦摄像头 ping 通网络可达。

Poe交换机上联到办公核心上的千兆电口下，而 Poe交换机通过本端的千兆电口上联到办公核心上，办公核心下联某个办公区域，在这个办公区域中有才有发电机和地下室UPS机房的监控摄像头，故此，这些摄像头就通过这个办公区域的某个接入交换机上联到网络中。

这样在办公汇聚上为其辖区的定焦摄像头配置好网络，配置好 VLAN 和 OSPF 等后，就可以正常上网了。

2 基于 IP 网络的机房视频监控系统实施流程

2.1 机房视频监控系统实施要求

基于 IP 的定焦和变焦的网络架构有如下要求：

第一是网络通畅：要保障所有摄像头终端到服务器终端的畅通，使得服务器端可以采集到数据，并存储这些数据。

第二是访问安全，要保障所有的摄像头终端的通信安全，特别是服务器终端的安全，通过访问控制列表和角色访问控制授权的方式来多重保障措施保障系统的安全。

第三是使用方便，要结合拓扑图能够便捷地标示出那些是变焦摄像头，那些是定焦摄像头，且对其要有一种对应关系，使得在交换机上面结合标签就能够顺利找到。

最终对其要能够顺利的、便捷地安全地管理。

2.2 基于 IP 网络的机房视频监控系统实施流程

基于 IP 的机房监控系统首先要求对各个接入终端配置好 IP 地址，要配置接入交换机网络，涉及到配置 POE 供电模式配置、SNMP(Simple Network Management Protocol)简单网络管理协议配置、Telnet配置、及 VLAN（Virtual Local Area Network）虚拟局域网的配置。

汇聚需要做好 VLAN 的配置，OSPF 开放式最短路径优先(Open Shortest Path First）配置等。

具体来说基于 IP 的视频监控系统实施流程如下：

第一步：在汇聚端为机房视频监控系统分配为专网的接入口。

第二步：新增一个特定VLAN，为其配置编号，且将监控专网的入口包含在新增的专门VLAN中。

第三步：为监控 VLAN 新增 ip 地址，且配置 dhcp 和ospf等相关属性。

第四步：为后台服务器配置参数，且在网页中显示测试，为各个摄像头配置 ip 地址。

第五步：在 POE 交换机端，选配好级联口，连接到汇聚的监控专网入口，配置好监控的 VLAN 和管理 VLAN，规划好摄像头的接入端口，且选配好其供电模式，在下联普通的定焦摄像头，要配置 poe enable；在下联的变焦摄像头，不用配置 poe enable。

第六步：用网线将摄像头和交换机连接起来，然后在后台 ping 各个摄像头的 IP，直到 ping 通为止。

第七步：若还有其他局域网的摄像头，要配置好彼端的IP 地址，且要 ping 测试。对设备后台的管理，登陆界面，然后依靠用户名和密码登陆，登陆后就可以看到不同的管理窗口，管理各个点的监控视频。

2.3 视频监控效果如图3所示：

图3 基于 IP 网络的机房视频监控效果图

通过视频监控系统，能够对学校网络核心机房和服务器机房的运行实况实施监控，对其核心的地域实施深入监控，若是变焦则可以对其监控区域伸缩，对其局部精确定位。

2.4 机房视频监控系统的接入 POE 交换机配置

依据定焦和变焦摄像头的不同需求，对其供电属性做不同设置。基于变焦的摄像头需要 POE 供电，则在相应的交换机端口配置如下：

interface GigabitEthernet1/0/1

description To_dingjiao1

poe enable

基于变焦的摄像头不需要 POE 供电，则在相应的交换机端口配置选用默认的配置即可。

通过访问控制列表，对其交换机后台的管理权限做限制，增强了访问控制安全，对特定的访问控制列表2000 放开其 write 和 read 的管理权限，且支持 SNMP 网络协议的第2个版本和第三个版本，对其SNMP的配置如下：

snmp-agent

snmp-agent community write prvate acl 2000

snmp-agent community read public acl 2000

snmp-agent sys-info version v2c v3

3 总结

本文结合高校信息化建设的需求，提出了基于 IP 网络的视频监控系统架构的设计，分析和总结了机房视频监控系统的相关理论和技术，给出了基于 IP 网络的视频监控系统的网络架构和实施流程，分析了在实施中的关键点和难点，最后给出了基于 IP 网络的机房视频监控系统监控的效果图。

通过视频监控系统，可以有效观测和监控机房实时运作情况，有效提升对机房现场环境的管理水平。

[1]赵冶东 等 .路由交换 技 术[M].北京:清 华 大 学出版社,2011.

[2]Hill B. Cisco 完全手册[M].北京:电子工业出版社,2002.

[3]China Education and Research Network [EB/OL]. 1993.

[4]张宏科. IP 路由原理与技术[M].北京:清华大学出版社,2000.72-94.

[5]胡国荣.数字视频压缩及其标准[M].北京：北京广播学院出版社，1999

[1]沈兰荪，卓力，田栋，汪孔桥.视频编码与低速率传输[M].北京：电子工业出版社,2003

The Design of Room Video Surveillance System Based on IP Network

Gong Wentao
(Internet and Education Technology Center, China University of Petroleum (East China), Qingdao 266580, China)

With the further construction of university’s information project, the real-time monitoring system is put forward higher.Requirements. This paper presents the video surveillance system of computer room based on the IP network architecture, and gives the design architecture of the video surveillance system, and the video surveillance system network architecture and construction process. It summarizes the main points of computer room video surveillance system construction. Finally it gives the effect graph of video surveillance system.

Network; IP; Video Surveillance

TP393

A

1007-757X(2014)02-0048-03

2014.03.08)

龚文涛(1984-)，男， 湖北省潜江市人，中国石油大学（华东）网络及教育技术中心，工程师，工学硕士，研究方向：访问控制和网络安全，青岛，266580