[发明专利]一种基于NAT穿透的视频监控访问策略和实现方法

说明书

技术领域

本发明一种基于NAT穿透的视频监控访问策略和实现方法主要涉及视频监控领域的多媒体数据网络传输技术，以及设备在私网下的远程监控技术，主要适用于安防视频监控领域。

背景技术

1）、近些年来由于信息技术的发展和家庭网络的普及，家用型视频监控需求已经日渐旺盛，同时对于视频监控设备的设置也提出简捷快速傻瓜化的需求；由于IPv4地址的匮乏，家用网络或者大部分手机的3G网络都是采用NAT的方式接入公网，使用传统监控方法不但配置繁琐而且服务器压力大传输效果不好。

2）、为了满足设备的远程监控需求，在传统的实现远程监控的方法中，大部分是采用DDNS加端口映射的方式；这种配置方式需要对网关路由器有一定的设定权限，但是这个需求在3G网络环境和一些集群管理的网络环境下无法实现，即无法满足视频远程监控的要求。

3）、为了满足设备的远程监控需求，在传统的实现远程监控的方法中，小部分采用媒体服务器转发的方式；但采用这种方式由于所有的视频数据都是要经过服务器转入转出，服务器负载会非常的重，又由于公网带宽的限制，所以能够同时能够支持的设备的是有限制的，不能做到庞大数量的设备支持，并且传输效果也不好。

4）、在基于NAT穿透的方式实现设备的远程监控需求的时候，由于国内网络环境的较为复杂；例如存在多个网络运营商，各网络运营商之间的通讯带宽不稳定，并且某些区域的网络环境还存在双线出口(指两个及以上网络运营商)的情况, 或者有些网关设备的NAT类型是对称型的情况；这些情况都是可能会对NAT穿透带来很多的困难，甚至造成穿透失败的情况；那么如何最大概率的提高这种网络环境下的穿透的成功率，以及在穿透失败的情况如果使用后续手段弥补，以对用户说来做到透明，这也是一个需要重要的课题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种通过简捷便利的设备配置，能够较好的处理现有技术中存在的一些问题和不足，达到一个较理想效果的基于NAT穿透的视频监控访问策略和实现方法。

本发明采用的技术方案是：所述的一种基于NAT穿透的视频监控访问策略和实现方法，该方法包括网络协议、穿透服务器、代理服务器，其中所述的网络协议是指一套完整的NAT穿透流程，作为后续设备和服务器通讯的依据；所述的穿透服务器是指根据网络协议对设备端的通讯命令进行处理，以配合完成NAT穿透过程，并对主动注册到服务器上的设备进行基本管理；所述的代理服务器是指根据网络协议，对NAT穿透过程失败之后的设备和客户端之间通讯的数据进行转发。

所述的NAT穿透流程，它是在设备启动后主动登记到对应的服务器上去，并定期向注册的服务器上报自己的状态信息；当有客户端要求和设备建立数据通道的时候，先向服务器发起连接请求，在由服务器起到中间人的作用，将各自的外网地址信息相互的转送给对方，协助双方进行握手交互；设备端和客户端分别在收发服务发了对方的外网地址信息之后向该地址发送握手消息，并在收到握手消息之后，向对方发送握手确定以表示握手成功；一旦握手成功，数据通讯以点对点的方式在设备和客户端之间极性，服务器完全退出通讯过程；

所述的穿透服务器主要为了穿透过程中给双方提供一些基本信息；穿透服务器维持一张设备信息表，记录设备标号对应到设备外网地址的对应关系信息；按照协议当服务器收到连接请求时首先查询本地设备信息表，如果存在则发送连接应答给客户端，同时转发连接邀请给设备端，以协助握手；为适应国内多个网络运营商并存的情况，我们需要搭建多台NAT穿透服务器且每台服务器支持多运营商连接。同时采用NAT穿透服务器之间采用DNS动态随机分配策略实现服务器的负载均衡。

所述的代理服务器主要为了在穿透失败的情况下，对客户端和设备之间通讯的数据进行转发；其中主要维持一张代理登记表和一张收发映射表，在代理登记表中记录设备编号和对应的外网地址，在收发映射表中记录网络地址和网络地址的对应关系，即从哪个地址收到的数据要送往的目的地址信息；当收到一个代理登记命令时会在代理登记表中记录一条信息，并且同时根据目的设备编号进行匹配；如果匹配成功则添加到收发映射表中去。至此建立了一条数据代理通道，后续收到的数据自动就从这个通道进行转发；并在代理机制中引入分时共享的策略，在对一些带宽资源不能满足全部客户端需求的情况下，让每个客户分时复用，避免竞争中客户端饿死的情况。

本发明所述的NAT穿透流程包括如下几个步骤，设备注册，连接请求，握手确认，其中：