网络视频监控系统中IP地址自动分配及管理方法

摘要

网络视频监控系统中IP地址自动分配及管理方法涉及网络IP地址自动分配管理技术，更具体的说，是一种用来实现在网络上实现管理设备的IP地址自动分配管理的技术实现，本系统尤其适用于网络视频监控这种特定系统内的各种设备的IP地址自动分配及管理。根据MAC请求的IP地址数自动分配特定IP地址段的IP地址，并且同一个设备所分配的IP地址是一段连续的IP地址；保证各个设备所分配IP地址的连续性，对于已经分配好的IP地址，人工进行再分配调整或者删除，即后期管理。

说明书

技术领域

本发明涉及网络IP地址自动分配管理技术，更具体的说，是一种用来实现在网络上实现管理设备的IP地址自动分配管理的技术实现，本系统尤其适用于网络视频监控这种特定系统内的各种设备的IP地址自动分配及管理。

背景技术

视频监控系统是安全防范系统的重要组成部分，是一种防范能力较强的综合系统。视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着现代科学技术的不断发展特别是网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高以及各种实用视频信息处理技术的出现，视频监控技术也有长足的发展，视频监控进入了全数字化的网络时代，日益受到人们的重视和关注。

未来视频监控系统发展趋势是监控规模越来越大，联网需求越来越多，业务越来越丰富，这就需要监控系统能以数字化、网络化、智能化为基础来构建监控网络平台，并能解决大规模建网带来的安全、QoS、媒体流组播和互联互通等问题，有内容边缘化和网络融合趋势。

基于网络的视频监控系统是视频监控发展的第三阶段，即全数字监控时代。视频从前端图像采集设备输出时即为数字信号，并以网络为传输媒介，基于国际通用的TCP/IP协议，采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输，并通过设在网上的网络虚拟(数字)矩阵控制主机(IPM)，来实现对整个视频监控系统的指挥、调度、存贮、授权控制等功能。。

正是基于国际通用的TCP/IP协议标准，所以，第三代网络视频监控系统对于IP地址的要求很高，网络中的每个设备都需要独立的IP地址才能进行正常的工作。并且，随着监控系统规模的不断扩大，系统内的各种设备越来越多，对系统内的各个设备的IP地址进行统一有效的管理将变得尤为重要。

目前的局域网IP地址分配协议主要是DHCP协议，局域网中的所有需要分配IP地址的设备，在上电之后，将通过DHCP协议和DHCP服务器取得联系，由DHCP服务器分配相应的IP地址信息给设备。

由于通用的DHCP服务协议在各个设备启动之前必须先启动服务器程序，而且设备每次启动的时候都需要请求分配IP地址，每次分配的IP地址可能不一样。而且，分配IP地址的过程都是自动完成，分配之后，人工没有办法再进行二次分配和管理。同时，如果DHCP服务器一旦瘫痪，整个系统内的所有设备将不能工作。另一方面，由于本网络视频监控系统本身自在的特定要求，每个MAC地址可能需要分配多个IP地址，而且，同一个设备所分配的IP地址需要保持相对的连续性。基于上述的种种原因，传统的DHCP服务不能够满足网络视频监控系统这一特定系统的IP地址分配及管理。所以，根据现有的DHCP协议，开发出适应网络视频监控这一特定系统的IP地址分配及管理的系统就应运而生了。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于，提供一种专有的，可以一个MAC分配多个IP地址，以及同一设备所分配的IP地址保持相对连续，而且一旦分配相对固定的适应自身网络视频监控系统的IP地址自动分配方法。另外，本IP地址自动分配管理系统除了可以在设备新入网的时候实现IP地址的自动分配，在后期的系统改造或者升级中，如果需要修改设备已经分配的IP地址，系统将提供人工修改的界面，提供IP地址统一管理和再分配及删除。

技术方案：本发明IP地址自动分配管理系统包括以下技术要点：

根据MAC请求的IP地址数自动分配特定IP地址段的IP地址，并且同一个设备所分配的IP地址是一段连续的IP地址；保证各个设备所分配IP地址的连续性，对于已经分配好的IP地址，人工进行再分配调整或者删除，即后期管理。

当IP地址分配成功之后，如果再次请求IP地址分配，则读取原先分配的IP地址返回给请求端；

如果没有连续的可分配的IP地址，或者可用的IP地址数不够的时候，系统将提示用户需要人工调整重新分配；

系统分配的IP地址将写入后台数据库，如果写入失败，系统提供人工写入数据库操作，同时会自动保存失败数据；

写入数据库的IP地址信息，系统会自动保存备份，同时，也提供人工导入导出数据库IP地址信息的功能，防止系统崩溃IP地址信息丢失；

对于已经分配好的IP地址，人工可以自由调整已经分配好的IP地址数，调整的时候，也是一个设备所有的IP地址一起调整，保证一个设备的IP地址的连续性；

对于不需要使用的IP地址，通过人工方式，删除多余的IP地址信息。

处理各种终端设备IP地址自动分配及后期人工管理的步骤如下：

步骤A.IP地址分配系统收到IP地址请求消息；

步骤B.IP地址分配系统根据请求消息中的内容查询数据库，看是否已经分配，如果已经分配，则读取数据库，再次发送已经分配的IP地址信息给请求端；

步骤C.如果没有分配，则查询数据库，看是否存在可用的连续的IP地址或者数据库中是否存在足够的可用IP地址数；

步骤D.如果不存在可用的连续的IP地址信息或者可用的IP地址数不够，系统将提示用户分配失败，需要人工调整之前已经分配的IP地址再进行人工分配；

步骤E.如果存在可用的IP地址信息，则自动分配好IP地址并组成相应的回应消息发送给请求端；

步骤F.发送IP地址分配消息完成之后，系统将进行数据库写入操作，将分配的IP地址信息写入后台数据库；

步骤G.读取刚刚写入的数据库信息，以检查数据库是否写入成功；

步骤H.如果写入失败，则执行F，G两个步骤三次；

步骤I.如果三次都失败，则提示用户数据库写入失败，需要人工入库；

步骤J.系统将自动分配成功的IP地址实时显示在界面，用户双击某一设备IP地址的时候，将可以通过人工方式再次修改已经分配好的IP地址；

步骤K.如果某一设备损坏，其IP地址不在使用，用户通过成功分配的IP地址界面，删除已经分配好的IP地址信息；

步骤L.对于自动分配失败的IP地址信息，系统将请求消息实时显示到自动分配失败的界面，用户双击某一消息的时候，将通过人工方式分配IP地址信息；

步骤M.如果是自动分配IP地址的时候，写入数据库失败，系统将会把该IP地址信息实时显示到入库失败的界面，用户双击某一IP地址信息的时候，将通过人工的方式将该IP地址再次入库。

有益效果：与现有技术相比较，本发明引入了一个MAC地址同时可以分配多个IP地址机制，同时，对同一设备分配的IP地址，保证其连续性，并且一旦分配成功之后，相对固定，这很好的适应了视频网络监控系统。

此外，本发明还提供了人工重新分配IP地址的操作，有利于系统以后的升级及组网方式发生改变的时候可以方便的修改已经分配的IP地址，同时提供自动分配失败需要人工手动分配的界面，入库失败需要人工入库操作的界面，在一定程度上大大提高了系统的灵活程度，可以根据后续用户不同的需求，系统的升级需求，组网方式的改变从新设定IP地址和统一的IP地址维护管理。

而且，本发明最大的好处在于一旦分配成功之后，设备启动的时候将不再重新请求IP地址，所以即使服务端IP地址分配系统没有运行，也不影响已经分配好IP地址的设备的正常运行。保证了系统的相对独立性。同时，已经分配好的IP地址和入库失败的IP地址，系统将会自动保存到文件，当系统发生崩溃的时候，系统将自动载入备份的IP地址信息。

附图说明

图1是本发明的程序流程；

具体实施方式

下面结合附图对本发明IP自动分配系统处理流程及其数据处理方法进行说明。

根据网络视频监控系统本身的要求，本发明数据库设计的字段主要包括：

单板MAC地址，主要用来保存请求端的MAC地址；

IP地址，主要用来保存分配的IP地址信息；

PCBID，指一个设备的ID号，在系统里面主要用以区别不同的设备，可以达到满足同一个PCBID所分配的IP地址的连续性要求；

DeviceID，产品ID，用来区分不同的设备编号；

ChiefID，机框ID，以区别分配的该IP地址所在的机框，因为不同的机框IP地址可以重复分配；

本发明中设计请求IP地址的消息结构包括：

每个MAC请求的IP地址信息结构：

ucMacId，代表MAC地址；

dwNeedIp，代表该MAC请求IP的数目；

每个设备请求的消息结构：

ucPcbId，代表一个设备的PCBID号，系统以此分配一段连续的IP地址；

ucDeviceId，代表一个设备的编号；

dwMpIp，代表该设备所在的MP IP地址，用来区分属于不同的机框；

dwMacNum，该设备所拥有的MAC数目，最多支持8个；

tMacNeedIp，每个MAC地址需要申请多少IP地址，具体对应每个MAC请求的IP地址信息结构；

本发明中设计IP地址分配系统的回应消息结构主要包括：

每个MAC回应的IP地址信息结构：

dwIpCnt，有效的IP数目，最多8个；

ucMacId，MAC地址；

dwIpAddr，系统分配的IP地址，没有分配的填0；

系统回应的消息结构：

ucPcbId，代表一个设备的PCBID号，系统以此分配一段连续的IP地址；

ucDeviceId，代表一个设备的编号

dwMacCnt，分配地址MAC数目，最大8个；

tAllocIp，每个MAC地址实际分配的IP地址，具体对应每个MAC回应的IP地址信息结构；

如图1所示，IP地址分配管理系统的程序流程及数据处理流程包括以下几个步骤：

步骤1：收到请求分配地址消息，该阶段主要由一个接收线程作处理。接收线程主要负责接收终端请求消息，然后把请求消息加入存储队列，同时判断该请求是否已经在请求队列中，作相应的处理：如果已经在队列中等待处理，即处于队列中的初始状态，则丢弃该消息，同时显示重复请求信息；如果已经在队列中，但是分配IP地址失败，则提示用户人工分配；如果已经在IP入库失败队列中，则提示用户未入库成功；如果不在队列中，但是队列已经加满，则提示用户；

步骤2：查询是否已经分配，如果已经分配，则重发，退出；如果没有分配，则进行步骤3；

步骤3：根据MP IP确定机框ID，确定请求中需要分配的IP个数；

步骤4：根据机框ID向数据库查询本框可用的IP数，如果不够，提示进行人工分配，退出，如果够，进行步骤5；

步骤5：自动分配IP地址，组成回应消费返回给请求端；

步骤6：写入数据库，是否需要保存为文件取决于写入数据库是否成功。

步骤7：读取数据库，看步骤6是否写入成功，如果没有成功，则进行三次写入；

上述2-7步骤主要由处理线程来操作。处理线程主要负责处理存储队列中待处理的请求消息，处理完成之后，清除存储队列中的请求消息：首先，处理线程查询数据库，看此MAC是否已经分配，如果已经分配，则再次发送IP配置信息，同时删除存储队列中的请求消息；如果没有分配IP地址，则根据请求消息，查询数据库，确定所要分配的IP地址个数及当前可用的IP地址；如果IP地址查询失败，则提示用户确认数据库连接，同时将状态改为分配IP地址失败状态；如果IP地址个数不够，则提示用户可用的IP地址数小于请求分配的IP地址数，同时将状态改为分配IP地址失败状态；如果IP地址总数足够，但是不是连续IP地址，则提示用户需要人工设定，同时将状态改为分配IP地址失败状态；如果分配成功，则返回分配IP地址成功消息给终端；写入数据库操作，写入之后再回读刚刚写入的数据，看看是否入库成功：如果入库成功，则提示用户，IP地址分配成功。同时删除存储队列中的请求消息。如果入库失败，则连续执行三次操作，如果三次都失败，则提示用户，IP地址入库失败。同时将该信息写入入库失败IP信息队列及临时文件，同时删除存储队列中的请求消息。

同时，本发明还设计了两个定时处理，一个处理数据库的自动备份，一个处理未入库成功的IP信息的定时入库及写入临时文件；负责每隔一段时间重新入库一次及将入库失败IP写入临时文件。并且每隔一段时间进行数据库备份。

对于界面的操作，本发明提供了主框提示显示，及成功处理，需要人工处理，和入库失败三个界面将所有的处理信息，处理结果分别呈现给用户。并且，在相应的界面上，用户可以通过双击或者右键菜单，方便的进行IP地址的再次分配、人工分配、人工入库、导入导出等操作。