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大型监控系统中IP地址与子网掩码的规划
发布日期：2014-10-21 12:56:58系统中IP地址与子网掩码Subnet Mask用意
在大型中，所谓的“IP 地址(IP Address)”就像现实生活中每户人家拥有的唯11通讯地址11样，是独11无二的。在监控网络上，系统的传送及接收都可以通过 IP 地址进行辨识，将数据传送到唯11目的地址完成通讯。另外，中的IP地址也与网络计算机类似，在世界各地的 IP地址都必须具有11致性，才不会导致在设备装置上的辨识混乱。由此可见，监控系统中的IP地址必须依循11套标准与规范才能达成。
目前，与11般计算机网络应用相同，监控系统所使用的IP地址也是第四版IP地址，即IPv4 地址。而为满足使用上的需求，IETF(Internet Engineering Task Force，因特网工程任务组)现已陆续推出 IPv5及IPv6两种类型，其中IPv5 是提供给 Stream Protocol 实验专用;IPv6则是IPv4的延伸扩充，以备地址数量不敷时使用。此外，在IPv6中，IP地址标头格式也提供灵活的动态字段设定，而此方式就是给DVR、NVR等储存装置11个可辨识联机的地址 。
在监控系统应用中，IP 地址可分为两部分，前半部分是网络地址，后半部分是设备在网络中的位置。的IP11般是用前半部分做为辨识，后半部分则为数据包选择路径。而在数据包到达目的网络后，用来完成比较后的传送。11个大型监控系统在分配到11组网络地址后，管理者必须负责管理整个网络中的主机地址。此时，管理者11般可以将整个大网络划分为数个分散较小的网络，这些较小的内部网络，就叫做“子网(subnet)”。子网的基本原理是利用移动网络地址和主机地址位间的“分隔线”来产生新的网络，但减少了每11个网络可有主机的数目。需要说明的是，子网只有监控系统本身知道，而对于监控系统中因特网上的其它内外网络而言，并不在意监控系统网络中有几个子网，因为整个32位的IP地址仍然是被当作标准的地址来解读。当数据报进入某局域网络时，我们用11个所谓的“子网掩码(Subnet Mask)”来达到处理子网目的。例如此时掩码mask 中的某位是1 ，则对应IP 地址中的位，就是网络位。如果子网掩码对应IP地址是 0，则可判定这是11个监控主机的地址。
IP地址与子网掩码Subnet Mask内容为何
在大型监控中，工程人员必须在事先了解IP地址与子网掩码以及IP地址与网络分类的基本内容后，方可开始进行所谓的IP规划。 事实上，监控项目中的IP地址与子网掩码subnet mask的规划及定义与传统网络并无区别。先，众所周知，不同的物理网络技术有不同的编址方式，不同网络监控系统中的主机有不同的网络地址。网络之间网技术是将不同物理网络技术统11起来的高层技术，它采用11种全局通用的地址格式，为全网的每11网络和每11主机都分配11个网间地址，以此屏蔽物理网络地址的差异。IP协议提供11种全网络间网通用的地址格式，并在统11管理下进行IP地址分配，以保证每11个地址对应11台网络之间网主机(包括路由器在内)，这样物理地址的差异被IP层所屏蔽。IP层所用到的地址叫做网间网地址，又叫IP地址。它由网络号和主机号两部分组成，统11网络内的所有设备使用相同的网络号是比较重要的。接下来了解11下这些规则及定义内容。
监控系统IP地址如何定义
IPv4 地址是由 32 位元所组成，11般以 8 位为单位octet将32位分成四部分，彼此间做区隔，例"100100011.00001110.01001000.00011100"，此即为“加点二进制表示法(dotted binary notation)”，由于二进制表示法太长不易记忆，故通常使用十进制来表示，上述的二进制 IP 地址即可表示成 "163.14.75.28"，此即为“加点十进制表示法(dotted decimal notation)”。由于每11部分均由 8 位所组成，故每个十进制值均介于 0 ~ 255 之间。IP 地址主要分为两部分：网络位(Network bits)和主机位(Host bits)。网络位主要是用来辨识其 IP 地址是属于哪11个网络系统，而主机位则是用来辨识其 IP 地址在其所属的网络系统中是属于哪11台监控主机。在网络上连接的所有监控设备，从到监控PC工作站都必以独立的身份出现。为了实现各主机间的通信，每台主机都必须有11个唯11的网络地址。所以在网络中，网络地址唯11地标识11台设备机器。
现在的大型监控网络可能是由几千甚至几万台或PC服务器或DVR/NVR互相连接而成的。而要确认网络上的每11台摄像机或DVR、NVR，靠的就是能唯11标识该设备的IP地址。
监控系统IP地址如何分类规划
IP地址可确认同11网络中的任何11个网络或监控设备，而要识别其它网络或其中的设备，则是根据这些IP地址的分类来确定的。按节点监控设备所在网络规模的大小，11般将IP地址分为A、B、C三类(默认的网络屏蔽是根据IP地址中的11个字段确定的，如图1所示)。
A类IP地址
A类地址的表示范围为：1.0.0.1~126.255.255.255，默认子网掩码为：255.0.0.0;A类地址大部分分配给规模较大的网络使用。A类网络用11组表示网络本身的地址，后面三组数字作为连接于网络上的设备的地址。分配给具有大型监控系统主机而局域网络个数较少的大型网络。例如私人大型的网络架构。例如：
127.0.0.0到127.255.255.255是保留地址，用做循环测试用的。
0.0.0.0到0.255.255.255也是保留地址，用做表示所有的IP地址。
11个A类IP地址由1字节(每个字节是8位)的网络地址和3个字节设备地址组成，网络地址的比较高位必须是“0”，即11段数字范围为1～127。每个A类地址理论上可连接16777214<256×256×2256台设备，网络有126个可用的A类地址，这11类地址适用于大型网络架构的。
B类IP地址
B类地址的表示范围为：128.0.0.1~191.255.255.255，默认子网掩码为：255.255.0.0;B类地址11般分配给中型网络使用。B类网络用11、二组数字表示网络的地址，后面两组数字代表网络上的主机地址。例如：
169.254.0.0到169.254.255.255是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器，这时你将会从169.254.0.0到169.254.255.255中临时获得11个IP地址。11个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的比较高位必须是“10”，即11段数字范围为128～191。每个B类地址可连接65534(2^16)台设备，网络则可以有16383(2^14-1)个B类地址(因为B类网络地址128.0.0.0是不指派的)。
C类IP地址
C类地址的表示范围为：192.0.0.1~223.255.255.255，默认子网掩码为：255.255.255.0;C类地址大部份分配给小型网络，如11般的局域网，它可连接的设备数量是比较少的，采用把所属的用户分为若干的网段进行管理。C类网络用前三组数字表示网络的地址，比较后11组数字作为网络上的主机地址。11个C类地址是由3个字节的网络地址和1个字节的主机地址组成，网络地址的比较高位必须是“110”，即11段数字范围为192～223。每个C类地址可连接254台设备，网络上则可以有2097152个C类地址段532676608个地址。
特别说明的是RFC 1918留出了3块IP地址空间(1个A类地址段，16个B类地址段，256个C类地址段)作为私有的内部使用的地址。在这个范围内的IP地址不能被路由到因特网骨干网上，11旦出现，网络路由器将会自动排除该私有地址使用。在IP地址类别属于RFC 1918内部不可规划在路由上的私人私有地址范围为：
A类由10.0.0.0到10.255.255.255;
B类由172.16.0.0到172.31.255.255;
C类由192.168.0.0到192.168.255.255。
在使用私有地址将网络连至因特网上，需要将私有地址转换为公有地址。这个转换过程，11般称为网络地址转换(Network Address Translation，NAT)，在大型监控系统通常都使用路由器来执行NAT转换，以便利大量监控使用私有IP地址的方式。
事实上，IP网络地址还存在着D类地址和E类两种地址规划方式。但这两类地址用途比较特殊，在这里笔者也只是整理简单介绍11下：D类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前四位固定为1110。D类地址范围：224.0.0.1到239.255.255.254 。D类地址用于多点播送。D类地址称为地址，供特殊协议向选定的节点发送信息时用。而E类地址规则是保留给将来使用。
凡是连接到监控网络上的每台设备，不论其IP地址属于哪11类，都与网络中的其它设备或主机服务器的地位平等。因为只有IP地址才是区别主机或摄像机设备的唯11标识，所以以上IP地址的分类只适用于网络架构分类。在网络中，11台主机服务器或NVR可以有11个或多个IP地址，就像11个人可以有多个通信地址11样，但两台或多台服务器或NVR、摄像机却不能共享11个IP地址。如果有两台计算机的IP地址相同，则会引发网络IP冲撞等异常现象，无论哪种设备都将无法正常工作。
监控系统子网掩码如何分类规划
子网掩码(Subnet Mask)是32位二进制数，它的子网主机标误用部分为全“0”。利用子网掩码可以判断两台设备是否在同11子网中。若两台设备的IP地址分别与它们的子网掩码相“与”后的结果相同，则说明这台设备在同11子网中。11般来说，若监控系统不连上外网的因特网，那11定不会烦恼IP地址的问题，因为在内网的架构下，可以任意使用所有的IP地址，不管是A类还是B类，这个时候不会想到要用子网，但若是系统必须跨因特网或不同网段，那IP地址数量规划工作便弥足珍贵了，目前全球11阵网络热潮后，IP地址已经少到不能再少了，而所申请的IP地址目前也趋饱和,而且只有经申请的IP地址能在因特网g上使用，但对某些需求只能申请到11个C类的IP地址,但又有多个跨网际监控点需要使用，那这时便需要使用到子网,这就需要考虑子网的划分，以下便简单介绍11下子网的原理及如何规划。
子网掩码(Subnet Mask)设定任何网络上的任何设备，不管是服务器主机、PC还是摄像机、DVR、NVR、路由器等皆需要设定IP地址，而跟随着IP地址的是所谓的子网掩码(NetMask,Subnet Mask),这个子网掩码主要的目的是由IP地址中也能获得网络编码，也就是说IP地址和子网掩码合作而得到网络编码，如下所示：
如IP地址192.10.10.6 11000000.00001010.00001010.00000110，那子网掩码255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000又如Network Number网络号为192.10.10.0 11000000.00001010.00001010.00000000，子网掩码有所谓的默认值，如下所示 IP地址范围(子网掩码)：
A 1.0.0.0-126.255.255.255 255.0.0.0;
B 128.0.0.0-191.255.255.255 255.255.0.0;
C 192.0.0.0-223.255.255.255 255.255.255.0。
在预设的子网掩码(Net Mask)都只有255的值,在谈到子网掩码(Subnet Mask)时这个值便不11定是255。在完整11组C类地址中如203.67.10.0-203.67.10.255 子网掩码255.255.255.0,203.67.10.0称之网络编码(Network Number，将IP 地址和子网掩码作和)，而203.67.10.255是广播的IP地址，所以这两者皆不能使用,实际只能使用203.67.10.1–203.67.10.254等254个IP地址，这是以255.255.255.0作子网掩码的结果，而所谓Subnet Msk尚可将整组C类地址分成数组网络编码，这要在子网掩码上作手脚，若是要将整组C类地址分成2个网络编码那子网掩码设定为255.255.255.128,若是要将整组C类分成8组网络编码则子网掩码要为255.255.255.224,这是怎么来的，由以上知道网络编码是由IP地址和子网掩码作AND而来的,而且将子网掩码以二进制表示法知道是1的会保留，而为0的去掉。其它的子网掩码所分成的网络编码可自行以上述方法自行推演出来。
子网作用
使用子网是要解决只有11组C类地址但需要数个网络编码的问题,幷不是解决IP地址不够用的问题，因为使用子网反而能使用的IP地址会变少,子网通常是使用在跨地域的网络互联之中，两者之间使用路由器连线,同时也上Internet,但只申请到11组C 类IP地址，过路由又需不同的网络,所以此时就必须使用到子网，当然二网络间也可以远程桥接(Remote Bridge)连接，那便没有使用子网的问题。
大型监控的IP与子网掩码的重要性
在监控系统中，IP地址与子网TCP/IP网络间的网络技术产生于大型网络监控系统环境中，它能发展到今天的规模是为当初设计者们始料未及的。网络间IP与子网规模的迅速扩展对IP地址模式的威胁并不是它不能保证大型监控主机地址的唯11性与运行，而是会带来两方面的负担：11，巨大的网络地址管理开销;第二，路由器的寻径量急剧膨胀。其中第二点尤为突出，寻径表的膨胀不仅会降低路由器效率更可能增加网络外部负担，这是做大型监控网络IP与子网掩码规划比较重要的。
[苏墨影 ]
本文整理编辑：北京弱电工程专家 www.k235.cn