Network technologies

Internet communication

LAN은 사용되는 기술의 유형이 다를 수 있으므로, 하나의 LAN 장비와 또 다른 LAN 장비 간에 데이터를 전송하기 위해서는 표준화된 통신 방식이 필요합니다. 이러한 필 요성으로 인해 IP 주소와 인터넷 통신을 위한 IP 기반 프로토콜이 많이 개발되었습니 다. 아래에서는 라우터, 방화벽, ISP(Internet Service Provider)와 같은 인터넷 통신의 기본 요소 중 일부에 대해 설명한 다음 IP 주소 지정에 대해 설명합니다.

라우터

인터넷을 통해 하나의 LAN에서 다른 LAN으로 데이터 패키지를 전달하려면, 네트 워크 라우터라고 부르는 네트워킹 장비를 사용해야 합니다. 라우터는 IP 주소에 기 반하여 하나의 네트워크에서 다른 네트워크로 정보를 라우팅합니다. 이 장치는 다 른 네트워크에 전송해야 하는 데이터 패키지만을 전달합니다. 라우터는 LAN을 인 터넷에 연결하는 데 가장 일반적으로 사용됩니다. 전통적으로 라우터는 게이트웨이 라고 불렸습니다.

방화벽

방화벽은 사설 네트워크에 대한 무단 액세스를 방지하기 위해 설계되었습니다. 방화 벽은 하드웨어와 소프트웨어 중 어떤 형태로도 구현 가능하며, 두 가지를 모두 조합하 여 구현할 수도 있습니다. 방화벽은 흔히 인터넷 사용자가 인터넷에 연결된 사설 네트 워크에 무단으로 액세스하지 못하도록 하기 위해 사용됩니다. 인터넷을 통해 전달되 는 메시지는 방화벽을 통과하며, 방화벽은 각 메시지를 검사하여 지정된 보안 기준에 맞지 않는 메시지를 차단합니다.

인터넷 연결

LAN을 인터넷에 연결하려면 ISP(Internet Service Provider)를 통해 네트워크에 연결해 야 합니다. 인터넷 연결 시 업스트림 및 다운스트림과 같은 용어가 사용됩니다. 업스트 림이라는 용어는 데이터를 장치에서 인터넷으로 업로드할 수 있는 전송 속도(대역폭) 를 말하는 것으로, 예를 들면 네트워크 카메라로부터 영상을 전송하는 경우 입니다. 다 운스트림은 파일을 다운로드할 때의 전송 속도로, 예를 들면 모니터링 PC에서 영상을 96 9장 - 네트워크 기술 수신하는 경우 입니다.

 

인터넷에 연결된 노트북과 같은 대부분의 시나리오에서 고려 해야 할 가장 중요한 사항은 인터넷에서 다운로드하는 속도입니다. 네트워크 카메라 가 원격 현장에 설치된 네트워크 비디오 장비의 경우, 네트워크 카메라의 데이터(영 상)가 인터넷으로 업로드되므로 업스트림 속도가 더 중요합니다. ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) 같은 비대칭 대역폭을 사용하는 인터넷 기술은 업스트림 데이 터 속도가 너무 낮아 네트워크 비디오 장비에 적합하지 않습니다.

IP 주소 지정

인터넷을 통해 다른 장비와 통신해야 하는 모든 장비에는 고유하고 적합한 IP 주소 가 있어야 합니다. IP 주소는 송수신 장치를 식별하는 데 사용됩니다. 현재 IP 버전은 IP 버전 4(IPv4)와 IP 버전 6(IPv6)의 두 가지가 있습니다. 이 두 가지 버전의 주요 차 이점은 IPv6 주소의 길이가 더 길다는 점입니다(128비트로 IPv4 주소의 32비트보다 깁니다). 오늘날 가장 일반적으로 사용되는 버전은 IPv4 주소입니다.

IPv4 addresses

IPv4 주소는 4개의 블록으로 분류되며, 각 블록은 점으로 분리됩니다. 각 블록은 0 ~ 255 사이의 숫자를 나타내는데 예를 들면 192.168.12.23과 같습니다.

IPv4 주소의 특정 블록은 사적 용도로 독점적으로 사용되어 왔습니다. 이와 같은 사 설 IP 주소로는 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255, 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255, 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255가 있습니다. 이러한 주소는 사설 네트워크에서만 사용할 수 있 으며, 라우터를 통해 인터넷으로 전달할 수 없습니다. 인터넷으로 통신을 해야 하 는 모든 장비에는 개별적인 공인 IP 주소가 반드시 있어야 합니다. 공인 IP 주소는 ISP(Internet Service Provider)가 할당하는 주소입니다. ISP는 보통 월 요금을 지불하 여 제공되는 세션 중 변경이 가능한 동적 IP 주소 또는 고정 IP 주소 중 하나를 할당 할 수 있습니다.

포트

포트 번호는 수신 서버(예: 네트워크 카메라)에서 수신 데이터를 처리하는 방법을 파 악할 수 있도록 하기 위한 특정 서비스나 애플리케이션을 정의합니다. 컴퓨터에서 특정 애플리케이션에 연결된 데이터를 전송하는 경우, 보통 사용자는 의식하지 못하 지만 포트 번호가 IP 주소에 자동으로 추가됩니다.

포트 번호는 0 ~ 65535에 이르기까지 다양할 수 있습니다. 특정 장비는 IANA(Internet Assigned Numbers Authority)에서 사전에 지정한 포트 번호를 사용합니다. 예를 들 어 HTTP를 통한 웹 서비스는 일반적으로 네트워크 카메라의 포트 80으로 매핑됩니 다

IPv4 주소 설정

네트워크 카메라나 비디오 엔코더를 IP 네트워크에서 사용하려면 IP 주소를 할당해 야 합니다. Axis 네트워크 비디오 제품에 대해 IPv4 주소를 설정하는 것은 주로 두 가지 방법으로 수행할 수 있는데, DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)를 사 용하여 자동으로 설정하거나, 수동으로 설정할 수 있습니다. 수동 설정은 두 가지 방 법으로 수행할 수 있습니다. 하나는 네트워크 비디오 제품의 웹 페이지를 사용하여 고정 IP 주소, 서브넷 마스크 및 기본 라우터, DNS(Domain Name System: 도메인 이름 시스템) 서버, 네트워크 비디오 제품의 시간을 동기화하기 위한 NTP(Network Time Protocol) 서버의 IP 주소를 입력하는 것입니다. 두번째 방법은 AXIS Camera Management와 같은 관리 소프트웨어 도구를 사용하는 것입니다.

DHCP는 IP 주소 풀을 관리하며, 네트워크 카메라/비디오 엔코더에 해당 풀을 동적 으로 지정할 수 있습니다. DHCP 기능은 광대역 라우터를 통해 수행되는 경우가 많 습니다. 그런 다음 광대역 라우터는 보통 인터넷에 연결되고 ISP(Internet Service Provider)로부터 공인 IP 주소를 얻습니다. 동적 IP 주소를 사용하면 네트워크 장치의 IP 주소가 매일 변경될 수 있습니다. 동적 IP 주소를 사용할 때는 사용자가 동적 DNS 서버에서 네트워크 비디오 제품에 대한 도메인 이름(예: www.mycamera.com)을 등 록하는 것이 좋은데, 이 서버를 통해 항상 제품의 도메인 이름을 현재 지정된 IP 주소 에 연결할 수 있습니다. 

 

IPv4 주소 설정에 DHCP를 사용하는 방법은 다음과 같습니다. 네트워크 비디오 제품 이 온라인으로 연결되면, DHCP 서버에 질의 요청 구성을 전송합니다. DHCP 서버는 네트워크 비디오 제품이 요청한 구성으로 응답합니다. 이 구성은 일반적으로 IP 주 소, 서브넷 마스크, 그리고 라우터, DNS 서버, NTP 서버의 IP 주소를 포함합니다. 네트워크 비디오 제품은 제공된 IP 주소가 로컬 네트워크에서 이미 사  중인지 먼저 확인하고, 주소를 할당한 후, 사용자가 도메인 이름을 사용하여 제품에 액세스할 수 있도록 동적 DNS 서버를 현재 IP 주소로 업데이트합니다. 

AXIS Camera Management 사용 시, 소프트웨어가 자동으로 IP 주소를 검색 및 설정 하고 연결 상태를 표시할 수 있습니다. 또한 이 소프트웨어를 사용하여 고정, 사설 IP 주소를 Axis 네트워크 비디오 제품에 지정할 수 있습니다. 이는 영상 관리 소프트웨 어를 사용하여 네트워크 비디오 제품에 액세스할 때 권장됩니다. 잠재적으로 수 백 대의 카메라를 설치할 수 있는 네트워크 비디오 시스템에서 시스템  효율적으로 관 리하기 위해서는 AXIS Camera Management 같은 소프트웨어 프로그램이 필요합니 다. 영상 관리에 대한 자세한 내용은 11장을 참조하십시오.

NAT(네트워크 주소 변환)

사설 IP 주소가 지정된 네트워크 장치에서 인터넷을 통해 정보를 전송하려는 경우 NAT를 지원하는 라우터로 전송해야 합니다. 이러한 기법을 사용하여 라우터는 전송 호스트가 모르게 사설 IP 주소를 공인 IP 주소로 변환시킬 수 있습니다.

포트 포워딩

인터넷을 통해 사설 LAN에 위치된 카메라에 액세스하려면, 라우터의 공인 IP 주소 를 사설 네트워크 상의 네트워크 비디오 제품에 해당하는 포트 번호와 함께 사용해 야 합니다.

HTTP를 통한 웹 서비스는 보통 포트 80에 매핑되므로, 사설 네트워크에서 HTTP용 포트 80을 사용하는 네트워크 비디오 제품이 여러 개 있을 경우에 어떤 일이 발생하 겠습니까? 각 네트워크 비디오 제품의 기본 HTTP 포트 번호를 변경하는 대신에, 고유 HTTP 포트 번호를 특정 네트워크 비디오 제품의 IP 주소와 기본 HTTP 포트에 연결 되도록 라우터를 구성할 수 있습니다. 바로 이 과정을 포트 포워딩이라고 부릅니다. 

포트 포워딩 과정은 다음과 같습니다. 수신 데이터 패킷이 라우터의 공인(외부) IP 주 소와 특정 포트 번호를 통해 라우터에 도달합니다. 라우터는 미리 정의된 포트 번호 로 수신되는 모든 데이터를 라우터의 사설 네트워크 측에 있는 특정 장치에 포워딩 하도록 구성됩니다. 그런 다음, 라우터는 라우터 주소를 장치의 사설 주소로 교체하 고 데이터를 장치로 포워딩합니다. 발신 데이터 패킷의 경우에는 정반대의 상황이 발 생합니다. 라우터는 장치의 사설 IP 주소를 라우터의 공개 IP 주소로 교체한 후 데이 터를 인터넷으로 전송합니다. . 

라우터의 포트 포워딩 덕분에 로컬 네트워크에서 사설 IP 주소가 지정된 네트워크 카메라 를 인터넷을 통해 액세스할 수 있습니다. 이 예시에서, 라우터는 포트 8032로 수신되는 데이터(요청) 를 192.168.10.13 포트 80이라는 사설 IP 주소가 지정된 네트워크 카메라로 포워딩합니다. 그런 다 음, 네트워크 카메라는 영상 전송을 시작할 수 있습니다.

포트 포워딩은 일반적으로 먼저 라우터를 구성하여 수행됩니다. 라우터마다 포트 포 워딩 설정 방법이 다르며, 여러 라우터에 대해 단계별 지침을 제공하는 웹 사이트( 예: ww.portforward.com)가 많이 있습니다. 일반적으로 포트 포워딩을 하려면 인터 넷 브라우저를 사용하여 라우터의 인터페이스를 불러오고, 라우터의 공인(외부) IP 주소와 고유 포트 번호를 입력한 후, 특정 네트워크 비디오 제품의 내부 IP 주소와 장
비 포트 번호로 매핑합니다.

포트 포워딩 작업을 쉽게 할 수 있도록 Axis는 많은 네트워크 비디오 제품에 NAT 통 과 기능을 제공합니다. NAT 통과 기능을 실행하면, UPnP를 사용하는 네트워크의 NAT 라우터에서 포트 매핑 구성을 시도합니다. 네트워크 비디오 제품 웹 페이지에서 사용자는 NAT 라우터의 IP 주소를 직접 입력할 수 있습니다. 직접 라우터를 지정하 지 않은 경우, 네트워크 비디오 제품은 네트워크에서 NAT 라우터를 자동으로 검색하 여 기본 라우터를 선택합니다. 뿐만 아니라 HTTP 포트를 직접 입력하지 않은 경우 NAT 통과 기능은 자동으로 HTTP 포트를 선택합니다.

Axis 네트워크 비디오 제품은 NAT 통과 기능으로 포트 포워딩을 설정할 수 있도록 해줍 니다. 

IPv6 주소

IPv6 주소는 16진수로 작성되며 콜론을 통해 16비트 단위의 블록 8개로 분리됩니다. 예를 들면, 2001:0da8:65b4:05d3:1315:7c1f:0461:7847가 있습니다

매우 많은 수의 IP 주소를 사용할 수 있다는 점 외에도 IPv6의 대표적인 장점으로는 장치가 MAC 주소로 IP 주소를 자동 구성할 수 있다는 점을 꼽을 수 있습니다. 인터 넷 통신의 경우 호스트는 라우터로부터 공인 주소 블록의 필수 접두사 및 추가 정보 를 요청하고 수신합니다. 그러면 접두사와 호스트의 접미사가 사용되어 IP 주소 할당 을 위한 DHCP와 IP 주소의 수동 설정이 IPv6에는 더 이상 필요하지 않게 됩니다. 포 트 포워딩 역시 더 이상 필요하지 않습니다. IPv6의 다른 장점으로는 제공업체 간 전 체 법인 네트워크 전환을 단순하게 해주는 리넘버링, 라우팅 속도 향상, IPSec에 따 른 포인트 투 포인트 암호화, 네트워크 변경에  일 주소를 사용하는 연결성(모바일 IPv6) 등이 있습니다

IPv6 주소는 URL에서 꺾쇠 괄호([ ]) 안에 포함되며, 특정 포트의 주소 지정은 http:// [2001:0da8:65b4:05d3:1315:7c1f:0461:7847]:8081/과 같은 방식으로 합니다. Axis 네 트워크 비디오 제품의 IPv6 주소를 설정하는 일은 제품의 IPv6을 설정하기 위해 상 자에 체크하는 것만큼 간단합니다. 그러면 제품이 네트워크 라우터의 구성에 따라 IPv6 주소를 수신합니다.

네트워크 비디오용 데이터 전송 프로토콜

TCP(전송 제어 프로토콜)와 UDP(사용자 데이터그램 프로토콜)는 데이터 전송에 사 용되는 IP 기반의 프로토콜입니다. 이러한 전송 프로토콜은 많은 다른 프로토콜에 대해 캐리어 역할을 합니다. 예를 들어 인터넷을 사용하여 세계 전역에 있는 서버의 웹 페이지를 검색하는 데 사용되는 HTTP(하이퍼텍스트 전송 프로토콜)은 TCP로 전 송됩니다.

TCP는 신뢰도가 높은 연결 지향 프로토콜 입니다. 한쪽에서 전송된 데이터를 다른 한 쪽에서 수신하도록 합니다. 재전송을 통해 보장되는 TCP의 신뢰도로 인해 상당한 지 연이 발생할 수 있습니다. 일반적으로 TCP는 전송 지연 시간보다는 신뢰도 높은 통 신이 우선시될 때 사용됩니다.

UDP는 비연결 지향 프로토콜이며, 전송된 데이터의 전달 여부를 보장하지 않기 때 문에 전체 제어 메커니즘과 오류 확인 작업은 장비 자체에서 수행됩니다. UDP는 손 실 데이터를 전송하지 않으므로 추가 지연이 발생하지 않습니다

Protocol Transport protocol Port Common usage Network video usage
FTP (File Transfer Protocol) TCP 21 Transfer of files over the Internet/intranets Transfer of images or video from a network camera/video encoder to an FTP server or to an application
SMTP (Send Mail Transfer Protocol) TCP 25 Protocol for sending e-mail messages A network camera/video encoder can send images or alarm notifications using its built-in e-mail client.
HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) TCP 80 Used to browse the web, i.e. to retrieve web pages from web servers The most common way to transfer video from a network camera/video encoder where the network video device essentially works as a web server making the video available for the requesting user or application server.
HTTPS (Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer) TCP 443 Used to access web pages securely using encryption technology Secure transmission of video from network cameras/video encoders.
RTP (Real Time Protocol) UDP/TCP Not defined RTP standardized packet format for delivering audio and video over the Internet— often used in streaming media systems or video conferencing A common way of transmitting H.264/MPEG-based network video, and for synchronizing video and audio since RTP provides sequential numbering and timestamping of data packets, which enable the data packets to be reassembled in the correct sequence. Transmission can be either unicast or multicast.
RTSP (Real Time Streaming Protocol) TCP 554 Used to set up and control multimedia sessions over RTP

 

Common TCP/IP protocols and ports used for network video.

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