Сравнительный анализ ONVIF и PSIA. Анализ существующих технических решений. Средства и методы разработки, постановка задачи. Процесс разработки библиотеки: реализация SOAP, ONVIF сервисов, WS-Security, WS-Discovery. Разработка высокоуровневых функций.
Аннотация к работе
Развитие сетевых технологий привело к тому, что сегодня доступ в Интернет имеют не только обычные компьютеры, но и многие устройства. Сегодня существуют специальные камеры, называемые IP-камерами, которые не только позволяют передавать видеопоток по сети, но также имеют функционал для управления ими по сети. Создание новых технологий приводили к появлению новых функций, например, способности камеры реагировать на события или автоматически следовать за движением объекта. В результате рост популярности таких устройств привел к появлению большого числа производителей IP-камер. При этом продукция различных производителей различается как функциональностью, так и программным обеспечением, предложенным производителями для настройки и использования всего многообразия функций данного продукта.Долгое время проблема совместимости IP оборудования оставалось серьезной проблемой. Поэтому для решения данной проблемы в 2008 году компании Axis Communications, Bosch Security Systems и Sony Corporation создали международный форум, целью которого стало создание единого стандарта для взаимодействия оборудования различных производителей.[2] В этом же году с разницей в несколько месяцев создается альянс PSIA [3], который своей целью также ставит стандартизацию систем видеонаблюдения. К январю 2015 года число продуктов совместимых с ONVIF выросло до 3700, а количество компаний, состоящих в форуме возросло до 500 членов.В основе стандарта ONVIF лежат целое множество стандартов web-сервисов: SOAP, WS-Discovery, WS-Security, XML, WSDL. XML используется для представления данных; SOAP - для передачи сообщений; WSDL используется для описания сервисов; WS-Discovery - для динамического обнаружения устройств; WS-Security - для обеспечения безопасности.Задача управления камерами достаточно сложна, поэтому был создан стандарт ONVIF, который определяет мельчайшие детали управления камерой. Стандарт ONVIF использует протокол SOAP, который очень сложен и объемен, поэтому реализация библиотеки даст возможность разработчикам сэкономить время на написание велосипедов с ограниченной функциональностью. К тому же мало библиотек, реализующих этот стандарт и при этом эти библиотеки недокументированные, включают в себя много багов либо не обладают функциональностью достаточной для профессионального взаимодействия с камерой.Аналогичные нашему проекту технические решения существуют, но являются недостаточно хорошо реализованными и плохо документированными. Одним из существующих решений является библиотека python-onvif-zeep, которая реализует практически все сервисы, описанные в стандарте. Также существует решение с использованием языка Java, но данная библиотека давно не поддерживается и в ней реализована не вся функциональность, описанная в стандарте.Вначале данной работы необходимо было выбрать инструменты, при помощи которых быстро и эффективно можно бы было реализовать библиотеку по управлению камерами, а также веб-сервис, предназначение которого показать некоторые возможности библиотеки. Он был выбран для написания библиотеки по причине своей хорошей сбалансированности между быстродействием и высокоуровневостью. Также необходимо отметить, что Go разрабатывался как язык с улучшенной облегченной поддержкой многопоточности, что необходимо при реализации данной библиотеки при создании REST API.Необходимо разработать библиотеку, реализующую стандарт ONVIF. Для демонстрации возможности библиотеки разработан web-сервис, позволяющий управлять PTZ-камерами. Данный web-сервис опирается на разработанную библиотеку для общения с PTZ-камерами. Поставленные задачи были разделены следующим образом. Паланджян Жоржик Араратович решает следующие задачи: 1.Протокол SOAP используется стандартом ONVIF для кодирования данных, которыми обмениваются ONVIF-устройство и клиент во время коммуникации. В основе SOAP лежит протокол XML.Из документа ONVIF Core Specification [5] следует, что основной принцип внедрения спецификации ONVIF, состоит в следующем: взаимодействие выполняется между поставщиком услуг, который является устройством ONVIF, и клиентом, которым в нашем случае является разрабатываемая библиотека. Вся функциональность ONVIF устройства, а также используемые при взаимодействии типы данных определены в WSDL документе. Поэтому для интеграции этих функций используется WSDL компилятор, который анализирует информацию, закодированную в WSDL документе и генерирует необходимый код, который затем интегрируется клиентом (библиотекой). С использованием данного компилятора были сгенерированы Go-структуры, описывающие типы данных, используемые в реализуемых ONVIF сервисах: PTZ, Recording, Analytics.Авторизация между клиентом и устройством осуществляется посредством спецификации WS-Security [8], а именно, WS-USERNAMETOKEN. Когда устройство требует аутентификации через WS-USERNAMETOKEN, клиент должен установить информацию о пользователе с соответствующими правами в заголовке WS-USERNAMETOKEN [9], [10]. На листинге 4 представлена XML структура элемента USERNAMETOKEN.