（测试计量技术及仪器专业论文）基于tr069协议的网络视频监控系统的关键技术研究.pdf

广 浙江理工大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权浙江理工 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密口，在 不保密口 。 学位论文作者签名：下纠磬 日期：妒、勺年4 月多- 日 年解密后使用本版权书。 指导教师签名：多凝 日期：二心、口年耳月2 乙日 浙江理- t 大学硕士学位论文 摘要 随着计算机网络技术、电子技术和通信技术的飞速发展，网络视频监控系统也呈现多 层次化的发展趋势，传统的方法( 基于s n m p 的网络管理系统) 不能有效地管理多层次化 的设备并且安全性能较差。如何克服这些不足是我们急需解决的问题。 t r 0 6 9 协议全称为“c p e 广域网管理协议”，是d s l 论坛开发的技术规范之一：提供 了对网络中终端设备进行管理配置的通用框架和协议，从网络侧对用户设备进行远程集中 管理。t r 0 6 9 协议特别定义了3 层连接的参数表，用于路由和转发，同时支持s s l 协议， 能够提供非常好的安全性能。因此基于t r 0 6 9 协议的网络视频监控系统能有效地解决传统 方法的不足。 基于t r 0 6 9 协议的网络视频监控系统是从网络侧对众多支持t r 0 6 9 协议的用户设备 进行远程集中管理。所以本课题的关键问题是如何对网络视频监控系统中支持t r 0 6 9 协议 的网络设备进行有效的管理。研究过程中完成主要工作如下： 本课题首先对s n m p 协议和t r 0 6 9 协议进行了详细的比较，分析了t r 0 6 9 协议的体 系架构、事务会话处理规程、安全性能、r p c 的封装、a c s 搜索、c p e 与a c s 连接的建 立。对网络视频监控系统的结构进行了分析，进一步说明开发基于t r 0 6 9 协议的网络视频 监控系统的必要性。 接着研究了t r 0 6 9 协议中各个模块的设计过程，包括应用模块、数据库模块和调度模 块的设计方法、设计步骤。在h t t p 服务器客户端的设计中采用g s o a p 技术，通过编写 w s d l 文档，生成c c + + 的r p c 代码、x m l 数据绑定，运用g s o a p 开发包完成s o a p 在h t t p 上的封装，最后完成了对h t t p 服务器客户端模块的测试。 最后完成加密认证模块的设计与实现，深入分析了s s l 安全模块的结构并运用 o p e n s s l 开发包实现s s l 协议中的握手协议、记录层协议，完成对数据的加密。同时对 t r 0 6 9 协议中选用的加密套件的安全性能也进行了分析。 关键词：t r 0 6 9 ；o p e n s s l ；视频监控系统；g s o a p m o r e o v e r , t h es a f e t yp e r f o r m a n c ei sn o ts a t i s f a c t o r yw h e nc o m m i n i c a t i o n so c c u rb e t w e e nt h e t e r m i n a le q u i p m e n ta n dt h es e r v e r t h em a t t e ri sv e r y u r g eh o w t oo v e r c o m et h es h o r t a g ea b o v e t r 0 6 9p r o t o c o li sc a l l e dt h e c p ew a nn e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c o l ”，o n eo ft h e t e c h n i c a ls p e c i f i c a t i o n s d e v e l o p e db yd s lf o r u m i tp r o v i d e sac o m m o nf r a m e w o r ka n d p r o t o c o lw h i c hm a n a g ea n dc o n f i g u r et h en e t w o r kt e r m i n a le q u i p m e n tf r o mt h en e t w o r ks i d e w i t har e m o t ec e n t r a l i z e dm a n a g e m e n t s o m ep e o p l ea s s e r tt h a tt h eu s eo ft h ep r o t o c o lc a nm e e t d i f f e r e n tr e m o t eu s e r s e q u i p m e n tm a n a g e m e n ta n dc o n f i g u r a t i o n ，w h i c hw i l l r e p l a c et h e p r o p r i e t a r yc o n f i g u r a t i o np r o t o c o lp e r t a i n i n gt oo t h e rk i n d so fe q u i p m e n ta n df i n a l l yb e c o m et h e m a i n s t r e a mo ft h ec o n f i g u r a t i o nb a s e do ni p - l a y e ro rt h ea b o v el e v e l s oi nt h e o r yi tc a ns o l v e t h ed i f f i c u l t yo fm a n a g i n gt h eg r o w i n gn u m b e ro fv i d e om o n i t o r i n gn e t w o r kd e v i c e t r 0 6 9 p r o t o c o l b a s e dn e t w o r kv i d e om o n i t o r i n gs y s t e mi sal a r g en u m b e ro fs u p p o r tf r o m t h en e t w o r ks i d eo ft h et r 0 6 9 p r o t o c o lf o rr e m o t ec e n t r a l i z e dm a n a g e m e n to fu s e re q u i p m e n t t h e r e f o r e ，t h ek e yq u e s t i o ni sh o wt oe n s u r et h a tt h es e r v e r - s i d et oc o m m u n i c a t ew i t ht h e t e r m i n a ld e v i c ew h e nt h en e t w o r ks e c u r i t yi s s u e sa n dh o wt om a n a g eal a r g en u m b e ro fu s e r e q u i p m e n t t h i sp a p e rp r e s e n t st h ek e yi s s u e st oa d d r e s st h es p e c i f i cm e t h o d t h em a i n a c h i e v e m e n t si nt h i ss t u d ya r ea sf o l l o w s ： f i r s t ，i nt h i sp a p e r , ad e t a i l e dc o m p a r a i s o nw a sm a d eb e t w e e nt r 0 6 9p r o t o c o la n ds n m p p r o t o c o l ，b o t ho fw h i c ha r ee m p l o y e di nt r a d i t i o n a lv i d e om o n i t o r i n gn e t w o r k a n a l y s i sw a s c o n d u c t e dw i t hr e s p e c tt ot r 0 6 9p r o t o c o la r c h i t e c t u r e ，s e r v i c es e s s i o nh a n d l i n gp r o c e d u r e s ， s e c u r i t yp e r f o r m a n c e ，r p cp a c k a g e ，a c sd i s c o v e r ya n dt h ee s t a b l i s h m e n to fc o n n e c t i o n h 浙江理工大学硕士学位论文 b e t w e e nc p ea n da c s a ni n - d e p t hr e s e a r c hw a sc a r r i e do u to nt h es s lp r o t o c o l ，a n d c o m p i l a t i o no ft h eo p e n s s lp a c k a g eu n d e rv s 2 0 0 8w a sa l s oc o m p l e t e d t h e nar e s e a r c hi nt h ed e s i g np r o c e s so fe a c hm o d u l ei nt h et r 0 6 9p r o t o c o ls t a c kw a s c a r r i e dt h r o u g hi nt h i ss t u d y , i n c l u d i n gt h ed e s i g nm e t h o da n d d e s i g np r o c e d u r e so f a p p l i c a t i o n m o d u l e s ，d a t a b a s em o d u l ea sw e l la ss c h e d u l i n gm o d u l e i nd e s i g n i n gt h eh t t ps e r v e r c l i e n t m o d u l e ，t e c h n o l o g yo fg s o a pw a su s e d t h r o u g ht h ep r e p a r a t i o no fw s d ld o c u m e n t s ，t h e g e n e r a t i o no fc c + + c o d ef o rt h er p ca n dx m l d a t ab i n d i n g a n dt h ee m p l o y m e n to fg s o a p d e v e l o p m e n tk i t ，t h ep a c k a g eo ns o a pi nt h eh t t pw a sc o m p l e t e d ，a n dt h u st h et e s to nt h e h t t ps e r v e r c l i e n tm o d u l e w a sa c h i e v e d f i n a l l y , i nt h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fc r y p t o g r a p h i ca u t h e n t i c a t i o nm o d u l e ，t h e s t r u c t u r eo ft h es s ls e c u r i t ym o d u l ew a sc a r e f u l l yo b s e r v e d ，u s i n go p e n s s ld e v e l o p m e n t p a c k a g et oa c h i e v et h eh a n d s h a k ep r o t o c o la n dr e c o r dp r o t o c o la n dm a t e r i a l z et h ee n c r y p t i o no f d a t a a tt h es a m et i m ea ni n t e n s i v ea n a l y s i so fe n c r y p t i o na l g o r i t h mu s e di nt r 0 6 9p r o t o c o lw a s p r o c e s s e di n t h es t u d y k e yw o r d s ：t r 0 6 9p r o t o c o l ；o p e n s s l ；v i d e om o n i t o r i n gs y s t e m ；g s o a p i i i 浙江理工大学硕士学位论文 目录 第一章绪论l 1 1 课题研究的背景和意义1 1 2 国内外研究现状l 1 3s n m p 和t r 0 6 9 协议一3 1 4 文中出现的名词及解释5 1 5 论文的创新点及难点6 1 6 论文的基本结构6 第二章网络视频监控系统的结构8 2 1 网络视频监控系统的基本组成。8 2 2 单级形式的网络视频监控系统一1 l 2 3 多级形式的网络视频监控系统1 3 2 4 本章小结1 4 第三章t r 0 6 9 协议l5 3 1t r 0 6 9 协议功能组成及其体系结构15 3 2t r 0 6 9 协议操作。1 6 3 2 1a c s 搜索1 6 3 2 2c p e 与a c s 连接的建立。1 7 3 2 3r p c 的封装2 0 3 2 4 事务会话处理规程一2 3 3 3t r 0 6 9 协议的安全性能2 4 3 3 1s s l 协议2 6 3 3 2o p e n s s l 软件包一2 6 3 3 3o p e n s s l 在w i n d o w s 下的编译2 7 3 4 本章小结2 8 第四章网络视频监控系统中t r 0 6 9 协议栈的设计与实现2 9 4 1 应用模块设计3 0 4 1 1 整体视图3 0 4 1 2 告警管理3 2 4 1 3 升级管理j 3 3 i v 第五 第六 参考 致 攻读 浙江理工大学硕士学位论文 1 1 课题研究的背景和意义 第一章绪论 伴随着互联网的普及，电子技术的发展以及多媒体技术在互联网上的广泛应用，实时 地传送视频、音频、多媒体动画等数字媒体文件的技术成了热点，这种传输技术称为流媒 体传输技术n 1 。在监控领域中，数字化和网络化成为一种趋势，采用最新的计算机、通信、 图像处理技术，通过以太网及其它网络传输视频图像，可以为远程视频监控提供高效、可 行、价格低廉的解决方案。结合多媒体技术、视频图像压缩技术、网络通信技术，数字化 的网络视频监控系统正迅速崛起。这种新型的视频监控系统的迅速崛起，部分地取代了以 视频矩阵图像分割器、录像机为核心，辅以其它设备的模拟视频监控系统。同时数字通信 比模拟通信有着更多的内在优势。因此，数字化网络视频监控系统必然取代传统的模拟监 控系统。 计算机网络技术不断发展使得网络也越来越复杂，网络终端设备数目不断增大。网络 视频监控系统也从单级化向多级化的方向发展。复杂的网络必然会使管理和维护网络中的 终端设备变得很困难，对于传统的做法来说，上门安装和调试终端设备的成本高、速度慢， 而且在终端设备发生故障时也不能及时地被发现，终端设备的软件升级也不是太方便，不 能通过远程操作来实现等等。正是由于一系列问题的存在，我们需要一种更好的方法来解 决这些问题。而t r 0 6 9 协议在某种程度上可以解决传统方法的不足。基于t r 0 6 9 的网络 视频监控系统即可实现对支持t r 0 6 9 协议的远程设备进行管理与配置。 本文的研究工作正是上述背景和需求下进行的有意义的尝试。 1 2 国内外研究现状 视频监控应用具有巨大的市场前景，所以视频监控系统的研究和开发受到了学术界、 产业界和使用部门的高度重视，国外研究成果和开发的产品层出不穷。在1 9 9 6 年至1 9 9 9 年间，美国国防高级研究计划局( d a r p a ) 资助卡内基梅隆大学，南加州大学等著名大学和 一些公司合作，联合研制了视频监视与监控系统v s a m ( v i d e os h r i v e la s c e n dm o n i t o r i n g ) ， v s a m 是一个战场监控系统，目前已经取得较为满意的成果。民用监控系统和军用监控系 统相比，民用监控系统的功能相对比较简单。当前先进的民用监控系统般都具有远程监 视和控制功能，部分产品集成了简单的运动检测功能和i n t e m e t 服务。具有运动检测和分 i 7 浙江理工大学硕士学位论文 类功能的典型产品有a x i o m m d 2 0 0 1 ，该多路侵犯检测器主要针对户外可变场景，具有广 泛适用性。有一些服务器本身包含了嵌入式的w e b 服务器，视频数据通过内部总线传到 w e b 服务器中，可以使用w e b 浏览器作为客户端来浏览监控内容。典型的系统有瑞典a x i s 公司推出的i p s i l i a n c e 、美国s o l u t i o n d y n a m i c s l n c 公司d v s 和韩国d a r i mv i s i o n 有限公 司的多路s e e l l a w k 监控系统幻脚。 r a d v i s i o n ( 斯纳达克) 作为i p 、3 g 及新兴下一代i m s 网络统一化视频通信视频网 络基础架构及开发工具领先供货商，在2 0 0 7 年8 月2 9 日宣布其技术已经应用于高级3 g 接入及控制系统，用于家庭监控设备。授权用户还可以使用3 g 网络拨号进入系统，并且 可以在任何时候直接调用家庭监控摄像头及其它电子控制设备，如房门、大门和警报器， 并且这些都可以直接用3 g 手机上的键盘启动h 3 。 从中国安防协会互联网数据安全中心了解到，2 0 0 8 年视频监控产品的销售额增长率约 为2 5 左右，预计在未来三年内，国内的安防产品制造可保持3 0 左右的增长率。虽然增 长率在不断上升，但是中国监控设备生产企业的技术水准和国外相比几乎完全处于劣势。 中国数字化监控企业尚不能完全独立开发专业硬件平台，无法掌握核心芯片和嵌入式开发 的关键技术，企业技术创新能力较差。目前也有一些公司过对嵌入式监控系统作了深入的 研究，充分利用国内外公司的先进技术成果，开发了具有自主知识产权的网络化数字视频 监控产品，如杭州的海康威视，大华等，这些公司对监控行业的发展具有很大的促进作用 1 。监控设备得到了飞速发展的同时，也要求管理系统对这些设备进行管理，因为随着社 会的发展，网络会变得越来越复杂，终端设备也越来越多。 终端设备数目在不断增大的同时，必然会使管理和维护变得复杂。目前采用的远程管 理协议主要有t r 0 6 9 协议和简单网络管理协议( s n m p ) ，但基于s n m p 协议的产品有些 致命的缺点就是不能管理大范围的、数目众多的终端设备、并且安全性能较低。因此不能 满足日益增大的网络的需要。 t r 0 6 9 是美国d s lf o r u m 在2 0 0 4 年制定的一个面向终端设备的智能网络设备管理协 议，称为用户终端设备广域网管理协议( c w m p ，c p ew a nm a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) ，d s l f o r u m 的文档编号为t r 0 6 9 。目前，完整支持d s l 论坛的配置管理体系的设备厂商并不多， 实现有一定的困难，尤其是t r 0 6 9 协议，发布的时间比较短，现在市场上还没有完全支持 的产品问世盯】。 2 0 0 5 年1 0 月，美国新罕布什尔大学( u n h ) 互操作性实验室组织了第一次t r 0 6 9 互操 作性测试，包括北美、欧洲和亚洲的1 7 个厂商参加了这次测试。这次测试是t r 0 6 9 协议 2 浙江理工大学硕士学位论文 走向成熟的一个重要里程碑，从此支持t r 0 6 9 协议的产品从理论研究走向产品试验、测试。 2 0 0 6 年亚洲d s lt r 0 6 9 互通测试大会于2 0 0 6 年1 2 月1 6 日在台北国际会议中心进行。 参加的国内外厂商和运营商共计2 3 家，参加的厂商借由这次的机会来探讨t r 0 6 9 协议的 支持问题。 2 0 0 8 年1 月，u n h 互操作性实验室又进行了第二次互操作性测试，参加此次测 试的厂商增加到1 9 家。2 0 0 8 年7 月，进行第三次互操作性测试。随着测试工作的进 展，支持t r 0 6 9 规范的用户设备会不断增加，同时设备之间可以达到广泛的兼容， 支持t r 0 6 9 的设备将会进入真正的实用化阶段晦3 。 在2 0 0 8 年年初，中国电信对a p 供货商明确了要求，产品必须从支持s n m p 协议转 为支持t r 0 6 9 协议，因此支持t r 0 6 9 协议的产品具有很好的应用前景。同时也要求有相 应的管理系统对支持t r 0 6 9 协议的产品进行管理。本文即是对基于t r 0 6 9 协议的网络视 频监控系统的关键技术进行研究。 1 3s n m p 和t r 0 6 9 协议 1 、s n m p 协议 s n m p 啪3 ( s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c o l ，简单网络管理协议) 的前身是简 单网关监控协议( s g m p ) ，用来对通信线路进行管理。随后，人们对s g m p 进行了很 大的修改，特别是加入了符合i n t e r n e t 定义的s m i 和m i b 体系结构，改进后的协议 就是著名的s n m p 。s n m p 的目标是管理互联网i n t e r n e t 上众多厂家生产的软硬件平 台，因此s n m p 受i n t e r n e t 标准网络管理框架的影响也很大。现在s n m p 已经出到第 三个版本的协议，其功能较以前已经大大地加强和改进了。 s n m p 是基于管理工作站代理模式的。其网络管理中有两个重要的角色分别是 管理工作站和代理。运行网络管理程序的计算机称为网络管理工作站呻1 ( n e t w o r k m a n a g es t a t i o n ，简称n m s 聃1 ) ，代理是运行在网络上的进程。管理工作站与代理之间 使用简单网络协议( s n m p ) 进行通信，管理工作站向代理询问获得网络设备的工作 状态信息，代理则负责处理和响应来自管理工作站的请求，并向管理工作站报告本地 发生的重大事件。运行代理的网络设备可以是路由器、交换机、集线器、主机等等， 这些设备称为被管理设备。网络中代理与管理工作站之间的搭配不是固定的。任意一 台启用了s n m p 的网络设备，就是标准的s n m p 代理。只要配置了正确权限，任意 台网络管理工作站，都以对网络中的代理进行管理1 。 浙江理工大学硕士学位论文 特点，一是简单性，s n m p 实施很容易进行，成本较低。二 发展我们是无法预测的，扩展性也成为计算机发展中的一大 ，缺点也同样显著，它的一个最主要的缺点就是安全性极差， 或者说几乎没有什么安全性。同时还有当代理比较多的时候，s n m p 协议就显得力不 从心了。 2 、t r 0 6 9 协议 t r 0 6 9 ( c p e 广域网管理协议) 是由d s l 论坛所开发的技术规范。它提出了一 系列的方法对网络中的设备进行管理，为客户端设备和自动配置服务器之间通讯交互而 设计的客户端设备广域网远程管理协议口引。主要目的是对支持t r 0 6 9 协议的终端设备，如 网络中的路由器，网关，机顶盒等支持t r 0 6 9 协议的终端设备进行集中管理。 ，终端设备在安装和运行过程中不可避免地发生故障或更改设备的一些参数及对 设备的软件进行升级。传统的做法是安装工人上门安装和调试，这种做法成本高、速 度慢，而且在终端设备发生故障时也不能及时地被发现等问题。而t r 0 6 9 协议在某种程度 上可以解决传统方法的不足。有关t r 0 6 9 协议的详细介绍及操作过程在第二章中有详 细的分析。以下对s n m p 和t r 0 6 9 协议的功能进行了简单的比较。 3 、s n m p 和t r 0 6 9 协议的比较 ( 1 ) t r 0 6 9 定义了两部分内容，分别是l a n 和w a n 的。而s n m p 内容的定义上对 此不区分。 ( 2 ) s n m p 范围上更宽一些，没有针对各种不同的网络专门定义，只是根据各个网络 的小元素去定义m i b 陋1 ，而t r 0 6 9 针对l a n 和w a n 做了比较详细的参数定义。 ( 3 ) 安全性方面，s n m p 的安全性能较差，而t r 0 6 9 利用已有的s s l 厂r l s 协议或通 过认证，具有较好的安全性能。因为在实际的应用中，s s l 几乎只是在t c p 上运行，它不 能在u d p 或直接在i p 上运行陋1 。而s n m p 是使用u d p 传输服务刚。 ( 4 ) t r 0 6 9 有c p e 与a c s 的关联的定义，s n m p 没有类似专门的定义。 ( 5 ) t r 0 6 9 专门定义了时间同步参数的列表，如i n t e m e t g a t e w a y d e v i c e t i m e ，但是这 个对象的支持是可选的。 ( 6 ) t r 0 6 9 专门定义了c p e 用户接口参数的列表。 ( 7 ) t r 0 6 9 特别定义了3 层连接的参数表，用于路由和转发。其中i p 转发都有定义， 但是关于i p 转发的一些统计数据信息在s n m p 协议中定义的更全面。 ( 8 ) s n m p 是在i n t e r f a c e s 组统一定义，而t r 0 6 9 是单独对每个接口和与接口有关的 4 浙江理工大学硕士学位论文 信息表定义，有l a n 接口、u s bl a n 接口、8 0 2 1 1l a n 和w a n 口。8 0 2 1 1l a n 接口还 定义了w e b 密钥表和共享密钥表。 ( 9 ) t r 0 6 9 定义了专门的d s l 的参数列表，有d s lm o d e m 参数、d s l 统计参数( 其 统计参数包括总的统计值、最近的d s ls h o w t i m e 统计值、最近的第二次d s ls h o w t i m e 统 计值、当天累积的d s l 的统计值、当前q u a r t e rh o u r 以来，累积的d s l 的统计值) 。 ( 1 0 ) 以太网w a n 接口，t r 0 6 9 定义了描述以太网物理连接的物理层属性参数，以太 网w a n 接口的统计值参数。t r 0 6 9 针对d s lm o d e mw a n 接口定义了c o n n e c t i o n s e r v i c e 表中的每个条目的参数、c p e 进行i n t e r n e t 访问的d s lm o d e m 物理连接的a t m 层特性模 型参数、对a t m 层的f 5o a m 环回测试的访问的参数和a d s l 2 或a d s l 2 + m o d e mw a n 界面专用的参数。 ( 1 1 ) 对以太网w a n 接口，t r 0 6 9 还定义了i n t e m e t 访问的物理连接的以太网链路层 特性模型的参数。对有p o t sw a n 接口的c p e ，t r 0 6 9 还定义了进行i n t e r a c t 访问的物理 连接的p o t s 链路层特性模型的参数。 以上对s n m p 和t r 0 6 9 协议做了详细的比较，s n m p 和t r 0 6 9 协议各有其优点，但 随着网络的发展壮大，人们对网络安全的重视，我相信t r 0 6 9 协议有取代s n m p 协议的 趋势。有关t r 0 6 9 的架构及实现方法将在第二章中进行详细的介绍。 1 4 文中出现的名词及解释 a c s ：a u t o c o n f i g u r a t i o ns e r v e r ，自动配置服务器 b n t ：b r o a d b a n dn e t w o r kt e r m i n a t i o n ，宽带网络终端 c p e ：c u s t o m e rp r e m i s ee q u i p m e n t ，终端管理设备 d h c p - d y n a m i ch o s tc o n f i g u r a t i o np r o t o c o l ，动态主机分配协议 s s l ：s e c u r es o c k e tl a y e r ，安全套接层 t l s ：t r a n s p o r tl a y e rs e c u r i t y ，传输层安全 s m i s t r u c t u r eo f m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n ，管理信息结构 m i b m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e ，管理信息库 n m s - n e t w o r k m a n a g es t a t i o n ，网络管理工作站 s n m p ：s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c o l ，简单网络管理协议 t r 0 6 9 ：c p ew a n m a n a g e m e n tp r o t o c o l ，c p e 广域网管理协议 t r 0 4 6 - a u t o c o n f i g u r a t i o n a r c h i t e c t u r e & f r a m e w o r k ，自动配置体系结构 气 浙江理工大学硕士学位论文 x m l - e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，可扩展标记语言 s o a p ：s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c o l ，简单对象访问协议 r p c ：r e m o t ep r o c e s sc a l l ，远程过程调用方法 w s d l ：w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ，网络服务描述语言 t t l ：t i m et ol i v e ，生存时间 i a n a - i n t e r n e ta s s i g n e dn u m b e r sa u t h o r i t y ，i n t e r n e t 号分配机构 n a t ：n e t w o r ka d d r e s st r a n s l a t i o n ，网络地址转换 1 5 论文的创新点及难点 本课题研究的创新点为：在清楚了解现有的网络视频监控系统的前提条件下，设计基 于t r 0 6 9 协议的网络视频监控系统，对支持t r 0 6 9 协议的终端产品进行远程监控管理， 以满足日益增大的网络视频监控系统的需要。 t r 0 6 9 协议的基本思想是利用目前已经成熟的网络协议技术来完成新的需求，利用基 于s o a p 的r p c 方法，传输协议是使用标准的h t t p l 1 协议，同时在t r 0 6 9 协议中可以 使用s s l 协议，确保客户端和服务器端通信的安全。 本课题研究的重点：t r 0 6 9 协议在网络视频监控系统中的实现方法，在于如何实现管 理数目众多的终端设备，及终端设备与服务器端通信的安全问题。t r 0 6 9 协议可以实现如 下功能： ( 1 ) 用户设备自动配置和动态的业务配置。 ( 2 ) 对用户设备的软件、固件的管理。 ( 3 ) 对用户设备的状态和性能进行监测。 ( 4 ) 对通信故障的诊断，即实现远程修改设备的一些参数。 本课题研究的难点： ( 1 ) 服务器端与终端设备进行通信时的网络安全问题，即在服务器端与终端设备之 间建立安全的s s l 信道，进行数据的保密传送，使用是的免费的o p e n s s l 开发包。 ( 2 ) 实现管理数目众多的终端设备，使用的是g s o a p 开发包完成数据封装。 1 6 论文的基本结构 本文首先对国内外在网络视频监控系统的研究现状做了一个简单的分析，指出目前存 在的一些不足，并对t r 0 6 9 协议和s n m p 协议做了一个简单的比较，最后提出开发基于 6 浙江理工大学硕士学位论文 t r 0 6 9 协议的网络视频监控系统，简单的概述了论文的创新点和难点。接下来就t r 0 6 9 协 议的架构和操作规程做了比较详细的描述，并对其中的s s l 协议的结构做了详细的分析， 最后就g s o a p 开发包和o p e n s s l 开发包在基于t r 0 6 9 协议的网络视频监控系统中的实现 过程做了比较深入的研究，最后对其中用到的加密算法做了比较详细的分析。 论文的基本结构如下： 第一章介绍论文研究的背景和意义，将文中出现的一些专有名词做了一个简单的说 明，提出了论文的创新点与难点，并对论文的基本结构做了一个简单的概述。 第二章分析了目前网络视频监控系统的基本结构及其表现形式，进一步说明开发基于 t r 0 6 9 协议的网络视频监控系统的必要性。 第三章详细论述了论文的研究基础。简单地介绍了网络视频监控系统的结构。深入地 研究t r 0 6 9 协议，分析了t r 0 6 9 协议的体系架构、事务会话处理规程、安全性能、r p c 的封装、a c s 搜索、c p e 与a c s 连接的建立。然后对s s l 协议做了深入的分析，并完成 了o p e n s s l 在v s 2 0 0 8 下的编译。 第四章分析网络视频监控系统中t r 0 6 9 协议的操作与实现，完成了t r 0 6 9 协议栈中 应用模块的设计，调度模块的设计，数据库模块的设计和h t t p 服务器客户端模块的设计。 对其中的h t t p 服务器客户端模块的设计过程采用g s o a p 技术，即通过编写w s d l 文档， 生成c c 抖的r p c 代码、x m l 数据绑定，运用g s o a p 开发包完成s o a p 在h t t p 上的封 装，最后完成了对h t t p 服务器客户端模块的测试。 第五章完成网络视频监控系统t r 0 6 9 协议栈中加密认证模块的设计与实现，完成s s l 安全模块的设计，并运用o p e n s s l 开发包实现s s l 安全模块的初始化设计、握手协议 的及记录层协议的设计与实现，完成服务器与终端设备间数据的加密。并简单地分析了 所选用加密套件的安全性能。 第六章总结本课题工作，展望后续工作。 7 浙江理工大学硕士学位论文 第二章网络视频监控系统的结构 2 1 网络视频监控系统的基本组成 随着计算机网络技术、电子技术和通信技术的飞速发展。视频监控系统也从第一代的 模拟视频监控系统，发展到第二代的数模混用的视频监控系统，再到第三代完全基于计算 机网络的网络视频监控系统。网络视频监控系统将终端设备采集的视频数据通过因特网传 输到远程的监控中心并接收远程监控中心发送的监控指令，终端设备根据指令做出相应的 调整和操作，从而随时掌握监控现场一些最新的情况，实现远程监控。 网络视频监控系统是一种综合了网络通信、视频编码、计算机处理、软件管理等方面 技术的应用系统，为公司、企业、学校、码头、学校等机构提供一定的安全保障。随着社 会的发展，系统也变得越来越复杂。下面就杭州某公司网络视频监控系统的系统总体结构 图对网络视频监控系统的结构做一个简单的介绍。 图2 1 1 监控系统结构图 图2 1 1 为一网络视频监控系统的结构图。从图中可以看出，任意一简单的网络视频 监控系统一般由现场设备、监控中心、传输网络及综合接入平台四个部分组成。 现场设备：由i p 摄像机、云台控制器、译码器、视频线、控制线、门控器等组成，现 场设备主要负责视频、音频信号的采集，并将其传输给视频服务器及其它视频处理设备、 8 图2 1 2 现场设备结构图 监控中心，即网络视频监控服务平台，主要是向终端设备发送一些指令，以及接收现 场设备回馈回来的一些实时信息，还有对服务器端的一些设备进行控制，通过路由器连接 宽带或专网对现场设备进行控制。如在大型的网络视频监控系统中，有些时候一个终端也 是一个相对独立的监控系统。监控中心由管理终端、网络录像单元、电视墙、i p 存储系统 等设备组成。管理终端主要作用是对现场设备的一些终端设备进行管理；网络录像单元对 终端摄像机采集过来的信号进行存储，以备后用。电视墙是实时地显示一些信息。监控中 心的结构图如2 1 3 所示 9 采集监控现场的一些数据通过因特网传送到远方的监控中心，同时远方的监控中心也可发 送一些指令对现场设备进行控制。总之现场设备，监控中心还有综合接入平台都由传输网 络有机地结合到一起的。 综合接入平台：将每个监控中心的转发服务器( v t d u ) ，网络录像存储单元( n i m ) ， 报警管理服务( 舢以s ) 等设备有机地结合在一起，完成用户的需求。综合接入平台结构图如 图2 1 4 所示 r 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 l成群龆护曩甄务系绞j 善竹互 鲁 厂、 a j s l a a a ， b o s s 、 。- _ 。- 一 录像蒋坶币死l 中央控踟鞭务撒繁箭柙暇秀 n r m c m s 一 a m s 婀端接入网燕攥俸设蔷访问按l1召户t 辅接入网篾 图2 1 4 综合接入平台结构图 中心控制服务( c m s ) 主要负责业务控制和管理，系统边缘基于c m s 划分，设备注 册、呼叫控制、消息信令控制、媒体转发分发中央控制。 l o 浙江理工大学硕士学位论文 媒体转发分发单元( v t d u ) 是平台核心的媒体传送单元，在c m s 的控制下完成音视 频传送功能，为媒体n a t 穿透转发服务和多用户访问监控媒体时的媒体分发服务。 网络录像存储管理服务( n r m ) 网络录像存储管理服务是实现中心存储统一管理的核 心单元，对系统中各网络录像单元n r u 进行协调管理，执行网络录像计划。 网络录像存储单元( n r u ) 实现对音频视频的接收存储、录像存储管理、存储介质管 理及录像回放服务等功能。 报警管理服务( a m s ) 接收处理前端设备单元检测到并上报的报警信息。对报警信息 进行报警策略处理，再提交给报警响应单元做出报警响应。 报警响应单元( 删) 接收a m s 的指令对响应指令进行执行控制，实现报警输出、 报警邮件发送、报警短信通知发送等、进行报警联动动作。 升级服务器( u s ) 进行前端设备和客户端软件的程序自动升级管理，对需要升级更新 的软件版本进行自动更新。 应用监护服务( a g s ) 监视服务器系统各服务单元的执行状态，对发生故障的服务单 元进行重新启动并发出报警，是